粉末粒度、松裝密度、等對(duì)熱噴涂工藝的影響

292　 2024-08-30 09:07:30

噴涂粉末的優(yōu)點(diǎn)在于它不受線材成型工藝的限制，生產(chǎn)成本低，來(lái)源廣，各組分之間可按任何比例調(diào)配，使所制涂層具有特殊性。噴涂粉末要滿足涂層的成份和性能要求、噴涂工藝要求，因而應(yīng)具有合適的粉末物性。

粉末物性是制定熱噴涂工藝參數(shù)的重要依據(jù)之一。影響熱噴涂工藝的粉末物性主要有粒度大小、形狀、分布、比表面積、吸附性、流動(dòng)性等。熱噴涂送粉工序中，粉末粒度過(guò)小，流動(dòng)性就差，而導(dǎo)致送粉困難；粒度過(guò)大，粉末在高溫?zé)崃髦腥刍煌耆?，?duì)于陶瓷粉末的徑向送粉等離子噴涂而言，粒度分布過(guò)寬，必然有部分粉末不會(huì)充分經(jīng)過(guò)等離子束流高溫區(qū)，而出現(xiàn)粉末受熱不均現(xiàn)象。

1.粒度

粒度是衡量粉末顆粒大小的技術(shù)指標(biāo)，粉末粒度大小和范圍要合適，才能保證粉末具有合適的松裝密度和流動(dòng)性，為獲得高質(zhì)量涂層做好準(zhǔn)備。熱噴涂粉末顆粒一般用目來(lái)衡量，超細(xì)粉用μm單位來(lái)表征。在粉末樣品中用正負(fù)號(hào)和目數(shù)來(lái)表征粉末的粒度，如-120+300目表示粉末粒度小于120大于300目，目數(shù)越大粉末越細(xì)。熱噴涂粉末應(yīng)滿足一定的粒度要求。用于火焰噴涂的金屬粉末一般小于120目，常用的是-180+320目；等離子噴涂的陶瓷粉末粒度一般是-140+320目或-500+300目；適于HVOF的粉末粒度一般在15~53μm，較細(xì)的粉末粒度也在5 ~25μm，有些HVOF設(shè)備可實(shí)現(xiàn)10μm以下超細(xì)粉體的噴涂。

2.松裝比重

松裝比重又稱(chēng)松裝密度，其物理意義是干粉末自然流入容器后，質(zhì)量與體積之比，單位是g/cm3。松裝比重的大小除了與粉末的成分有密切關(guān)系外，還與粉末的形狀、表面質(zhì)量有關(guān)。同一種合金粉末，松裝比重的數(shù)值大一些的質(zhì)量較好。若松裝比重過(guò)小，說(shuō)明粉末顆粒的表面有疏松的氧化層，或粉粒形狀不規(guī)則。

3.流動(dòng)性

流動(dòng)性是指粉末的流動(dòng)能力，是衡量粉末熱噴涂工藝性的重要指標(biāo)之一。通常采用霍爾流量計(jì)（Hall flowmeter）測(cè)量粉末流動(dòng)性，單位是s/50g，其物理意義是50g的某種粉末流經(jīng)具有一定孔徑的標(biāo)準(zhǔn)漏斗所需要的時(shí)間s。流動(dòng)數(shù)值越小說(shuō)明粉末的流動(dòng)性越好，流動(dòng)性好易實(shí)現(xiàn)均勻送粉，流動(dòng)性差容易堵塞送粉通道。

合金粉末的流動(dòng)性一般較好，約為20~45s/50g。陶瓷粉末流動(dòng)性一般較差，約為50~120s/50g，有的甚至在霍爾流量計(jì)中出現(xiàn)起拱現(xiàn)象，不自流，無(wú)流動(dòng)性，在熱噴涂送粉器中通常采用振動(dòng)或攪拌實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制送粉。

熱噴涂粉末要具有良好的流動(dòng)能力，以便在送粉通道中順暢流動(dòng)與均勻送粉。球形熱噴涂粉末是一種新型噴涂粉末，不僅流動(dòng)性好，而且涂層性能極佳。粉末顆粒的球形性不好、表面氧化和表面吸潮都會(huì)降低粉末的流動(dòng)性，應(yīng)選擇合適的粉末成分和制粉工藝以獲得理想的粉末顆粒形貌。

4.含氧量

對(duì)于合金粉而言，含氧量也是一個(gè)較重要的物性指標(biāo)。粉末中所含的氧元素一般是以氧化物的形式存在，這是由于粉末在制造過(guò)程中，金屬元素不可避免地受到輕微的氧化。氧化愈嚴(yán)重，含氧量愈高。粉末中所含氧化物是有害成分，導(dǎo)致涂層中產(chǎn)生氣孔、夾雜。對(duì)含氧量要嚴(yán)格限制。合金粉末的含氧量一般小于0.2％。

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