噴焊與噴涂的工藝區別

   噴焊是對經預熱的自溶性合金粉末涂層再加熱至1000～1300℃，使顆粒熔化，造渣 上浮到涂層表面，生成的硼化物和硅化物彌散在涂層中，使顆粒間和基體表面達到良好結合。最終沉積物是致密的金屬結晶組織并與基體形成約0.05～0.1mm的冶金結合層，其結合強度約400MPa，抗沖擊性能較好、耐磨、耐腐蝕，外觀呈鏡面。與噴涂層相比，噴焊層的優點顯著。但由于重熔過程中基體局部受熱后溫度達900℃，會產生較大熱變形。因此，噴焊的使用范圍有一定局限性。

   噴涂層和噴焊層與基體金屬的結合形成不同,鎳包鋁通過噴涂焰束加熱時發生放熱化學反應,在經噴砂除銹達Sa3級,RZ＞50μm的碳鋼表面形成微冶金結合底層與工作層又產生“錨鉤”效應的機械結合涂層,而噴焊層與基體的結合純屬冶金結合涂層。

     噴涂材料不同,噴焊要求使用自熔性合金粉末,而噴涂則對粉末的自熔性要求不高,且不一定是自熔性合金粉末,各種自熔性合金粉末既可用于噴焊又可用于噴涂,但噴涂粉末不具備自熔性只能用于噴涂而不能用于噴焊工藝。

     工件受熱情況不同,噴涂與噴焊過程中,噴前預熱溫度不同,工件受熱影響不同,噴后工件的組織、性能亦不同。

     涂層的致密性不同,噴焊層致密,而噴涂層中有少量孔隙。

     承受載荷的能力不同,噴涂層一般能承受大面積接觸,多在有潤滑條件的工作表面,配合面以及其它受力較小的工況條件下使用,噴焊層卻能承受較大的沖擊力,擠壓應力或接觸應力等。

 

下列情況宜選用噴焊工藝： 

     ⑴ 各種碳鋼、低合金鋼的工件表面載荷大,特別是受沖擊載荷,要求涂層與基體結合強度在350—450N/mm2的工件,噴焊硬度HRC≤65,涂層厚度從0.3至數毫米,噴焊層經磨削加工后表面粗糙度可達Ra0.4—0.1μm以上。

     ⑵在腐蝕介質中使用，要求涂層致密,無孔隙。

     ⑶工件表面原設計采用淬火、滲碳、滲氮、鍍硬鉻等工藝,要求表面有很高的硬度。

     ⑷工件工作環境惡劣,如受強烈的磨粒磨損、沖蝕磨損、氣蝕等等。

     ⑸ 氧—乙炔焰合金粉末噴焊工藝適應各種碳鋼、低合金鋼零部件的表面強化或修復,但應注意到零件材質的一些特點,當基體材質的線脹系數與合金噴焊層的線脹系數差別較大時小于12×10-6/℃大于12×10-6/℃,則應慎用此工藝,以免造成裂紋,若基體金屬中與氧親合力大的元素含量較多如鎢和鉬的含量大于3%,鋁、鎂、鈷、鈦 、鉬等元素總含量大于0.5%或鋼中含硫量較多時,也會給噴焊帶來困難,這是因

為這些材料與氧作用極易生成致密而穩定的氧化膜,阻擋熔融合金對基體的潤濕作用,重熔時液態合金會呈珠狀象“汗珠”一樣地滾落，因此在采用噴焊工藝時,應該注意此工藝對于所噴基體材料的適應性。

     ⑹無需特殊處理就可噴焊的金屬材料：

①  含碳量≤ 0.25% 的碳素結構鋼.

② Mh 、 Mo 、 V 、 Cr 、 Ni 總含量＜3% 的合金結構鋼。

     ③ 18 — 8 不銹鋼、鎳不銹鋼、灰鑄鋼、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、低碳純鐵、紫銅。

     ⑺ 需預熱 250 — 375 ℃噴焊后需緩冷的金屬材料。 

①  含碳量＞ 0.4% 的碳素結構鋼。

② Mn.Mo.V.Ni 的總含量＞3% 的合金結構鋼。 

     ③含鉻量≤ 2% 的合金結構鋼。

     ⑻ 噴焊后需等溫退火處理的金屬材料： 

     ①含鉻量≥ 13% 的馬氏體不銹鋼； ②含碳量≥ 0.4% 的鎳鉬合金結構鋼。 

在確定采用噴焊工藝后,再根據下列情況選用一步法或二步法噴焊工藝: 

     ⑴ 工件需局部修補,且噴焊處不允許熱輸入量很大,如各類機床導軌局部傷痕的修補,宜用一步法噴焊工藝。

     ⑵ 工件表面復雜或無規則,如鏈輪、齒輪齒面、螺旋給料器等,宜用一步法噴焊工藝。

     ⑶ 大型工件整體加熱有困難,如機車、礦車輪子等,宜用一步法噴焊工藝。

     ⑷ 可在機床旋轉的一般軸類零件宜用二步法噴焊工藝。

     ⑸ 所得涂層的硬度應盡量接近原設計的表面硬度,例如原設計采用淬火或化學處理工藝,使表面硬度達HRC≥ 55 左右的,則應選用所謂“硬面涂層”粉末,如Ni15、Ni60、Fe65或Wc復合粉。

     ⑹ 強烈磨損的非配合面,如泥沙泵的葉輪、殼體、裝巖機鏟齒,螺旋給料器的螺旋面等,應選用高硬度如Ni15 、Ni60、Fe65或Wc復合粉。 

     ⑺ 需要加工,但又無法上車床、磨床,只能靠手工用銼刀等工具進行加工的工件,如機床導軌面局部傷痕的修補,只能采用低硬度噴焊粉如 SH ? F103 、 Ni15 等。 

     ⑻ 噴焊工藝與電弧堆焊的區別：噴焊層與基體之間的結合是溶解擴散冶金結合,而堆焊則是熔化冶金結合,在噴焊過程中基體是不熔化的,只是噴焊層與基體之間產生溶解作用,在兩者之間存在一個擴散互溶區.由于基體不溶物因而噴焊層就不會被基體材料所沖淡,因此稀釋率極低,能保證噴焊層的良好性能,堆焊基體熔化,堆焊層稀釋率高,需要堆焊很厚才有可能保證焊層的性能,而且零件輪廓棱角難以保證,常

見咬邊,棱角塌陷,而噴焊則不會出現此類缺陷。

 

下列情況不能采用噴焊工藝： 

     ⑴ 低于合金熔點的材料,如鋁及其合金、鎂及其合金,黃銅、青銅。 

     ⑵ 工件是細長的軸類或是很薄的板材而又不允許變形的。 

     ⑶ 工件原設計要求很高，金相組織不允許有任何改變的。

     ⑷ 可硬性高的鎳鉻鉬合金鋼。

     ⑸ 含鉻量＞ 18％的馬氏體高鉻鋼。