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氧-乙炔火焰粉末喷焊的特点与基材适应性

低碳钢、含碳量小于0.4%的中碳钢,含Mn、Mo、V的总量小于3.0%的结构钢,Cr-Ni不锈钢,灰铸铁,可锻铸铁和球墨铸铁,低碳纯铁等金属基材可以喷焊各类自熔性合金。

氧-乙炔火焰粉末喷焊具有下列特点:

(1)工艺特点

火焰粉末喷不同于火焰粉末喷涂,具有以下工艺特点:

1)对工件加热步骤及温度要严格控制

无论一步法还是两步法喷,从喷粉前工件预热到喷的全过程,都涉及到对工件的直接加热,工件升温过程应和操作步骤相配合,并对温度控制要严格。

2)工艺参数要随操作步骤调整

从喷粉到重熔的各操作步骤,火焰性质要略加调整,操作参数随各步骤而变化,不像喷涂那样保持不变。

3)对熔池观察及温度控制要准确

涂层在重熔过程中会出现“镜面反光”,对这种现象的判断及控制相应的加热温度是保证重熔质量的关键,喷涂过程中不存在这种问题。

(2)结合机理特点

火焰粉末喷层与工件之间的结合属扩散结合或微冶金结合。喷层与工件的结合机理和喷涂层与工件的结合机理有较大差别,除了喷涂材料是自粘结型(如镍包铝复合粉末)外,大部分喷涂层与工件是以机械结合为主,因此,喷层与工件的结合强度高于喷涂层。

(3)喷层的特点

既能像喷涂那样,表面光滑平整,其厚度可在0.2~3 mm之间自由控制;又能与堆焊类似,使喷层无气孔、无氧化物,而且互溶区窄(约0.05 mm),冲淡率极低,保证了喷层的性能。因此,火焰粉末喷介于金属粉末喷涂和堆焊之间。

其弱点是喷时工件加热温度较高,工件热影响区较大,会导致工件变形和金相组织发生变化。此外,要求工件材料的熔点必须高于自熔性合金粉末的熔点,这些弱点使喷工艺的应用受到了一定的限制。

基材对喷焊的适应性:

低碳钢、含碳量小于0.4%的中碳钢,含Mn、Mo、V的总量小于3.0%的结构钢,Cr-Ni不锈钢,灰铸铁,可锻铸铁和球墨铸铁,低碳纯铁等金属基材可以喷焊各类自熔性合金。

下列材料不适于喷熔:

(1)熔点低于喷合金的材料,如黄铜、青铜、锡、铅等。

(2)对氧亲和力高于B、Si的材料,如铝、镁、钛及其它们的合金等,但Al、Mg、Ti总含量小于0.5%的钢种仍可喷

(3)含S高的易切削钢,在重熔时,S与喷熔层合金中的Ni生成脆性硫化镍,影响喷层的结合。

(4)脆硬性高的材料,这种材料在受热过程中,易产生较大的组织应力,或在冷却过程中产生相变膨胀,致使基体炸裂或喷熔层龟裂,这类材料有Ni-Cr-Mo合金,含铬大于13%的马氏体不锈钢等。

(5)对于表面渗碳或渗氮的材料,要除去渗层,否则和喷合金中的B生成碳化硼和氮化硼,从而导致裂纹或剥落

对于一些钢种,经一定预热后才能喷,各种金属材料对喷的适应性列于下表。

各种金属材料对应的预热温度

预热250~300℃即可喷焊的材料

需预热250~350℃及喷后需缓冷的材料

后需进行等温退火的材料

不适于喷的材料

1. 含碳量小于0.25%的低碳钢;

2. Mn、Mo、V、Ni总含量小于3.0%的结构钢;

3. 18-8型不锈钢;

4. 灰铸铁,可锻铸铁和球墨铸铁,低碳纯铁。

1. 含碳量0.25-0.4%的中碳钢;

2. Mn、Mo、V、Ni总含量大于3.0%的结构钢;

3. 含Cr≥2%的结构钢。

1. 含Cr≥13%的马氏体不锈钢;

2. 含碳量≥0.4%的Cr、Mo结构钢。

1. 铝、镁、钛及其合金;

2. 黄铜、青铜、锡、铅等;

3. 脆性高的Ni-Cr-Mo合金;

4. 含铬大于18%的马氏体不锈钢。




文章转载自微信公众号:热喷涂与再制造

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