本文選題：粉末電爆噴涂 + 管內(nèi)壁　； 參考：《蘭州理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：電爆噴涂是一種新型熱噴涂技術(shù),利用高電壓對(duì)噴涂材料脈沖放電,瞬時(shí)大電流將其加熱并發(fā)生爆炸,產(chǎn)生高溫噴涂粒子伴隨沖擊波噴射到基材表面沉積形成涂層。目前的電爆噴涂方法主要選用絲或箔作為噴涂材料,但很多高性能的噴涂材料常常是以粉末的形式存在,因此以粉末作為電爆噴涂材料進(jìn)行噴涂具有一定優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中有大量管件的內(nèi)壁需要進(jìn)行改性處理,比如在火炮管內(nèi)膛噴涂抗燒蝕性的材料、化工和輸油管道內(nèi)壁噴涂防腐蝕材料、汽車汽缸套上噴涂耐磨損材料等。傳統(tǒng)的噴涂方法有很多種,例如火焰、電弧以及等離子噴涂等,利用傳統(tǒng)的熱噴涂技術(shù)在管內(nèi)壁制備的涂層結(jié)合強(qiáng)度低,而且這些噴涂方法使用高溫焰流對(duì)噴涂粒子加熱和加速,需要較大的噴涂距離,這導(dǎo)致裝置尺寸較大,很難伸入管件中對(duì)其內(nèi)壁進(jìn)行噴涂。電爆噴涂方法制備涂層時(shí)爆炸產(chǎn)物溫度高、速度大,形成涂層時(shí)釋放大量的熱使界面處熔化,與基體形成了微區(qū)的冶金結(jié)合,大幅提高了涂層與基體、涂層與涂層之間的結(jié)合強(qiáng)度;并且,電爆噴涂過程中在爆炸沖擊波的作用下爆炸產(chǎn)物獲得了極大的速度,無需對(duì)其再進(jìn)行霧化加速,為噴涂裝置的小型化提供了可能。本文自行設(shè)計(jì)制作一套適用于管內(nèi)壁的粉末電熱爆噴涂裝置,純鉬粉均勻定量的涂覆在聚乙烯載料約束桿上,由載料約束桿連續(xù)穩(wěn)定地送至爆炸槍頭的兩電極之間發(fā)生爆炸,噴涂材料高速噴射到基體表面形成涂層。噴涂槍頭設(shè)計(jì)成圓管狀,確保噴涂裝置可以伸入圓管內(nèi),爆炸腔是具有消融效應(yīng)的聚乙烯材料制作的,對(duì)爆炸產(chǎn)物進(jìn)行定向約束,實(shí)現(xiàn)管內(nèi)壁的定向噴涂。以純鉬粉作為噴涂材料進(jìn)行試驗(yàn),在儲(chǔ)能電容器的電容、兩電極距離確定的情況下,改變施加在噴涂材料上的初始電壓、粉末涂敷量以及噴涂距離進(jìn)行粉末電爆噴涂試驗(yàn)。試驗(yàn)表明粉末電爆噴涂的爆炸產(chǎn)物由粒徑大小不一的液相顆粒組成,噴涂時(shí)爆炸產(chǎn)物中大顆粒產(chǎn)物(粒徑大于30μm)處于噴射流后端,小顆粒產(chǎn)物(粒徑小于30μm)在噴射流前端,大顆粒最后到達(dá)沉積在涂層的表面。爆炸產(chǎn)物的粒徑、噴射速度等特性與電爆工藝參數(shù)有關(guān)。初始電壓與粉末涂敷量決定了施加在噴涂材料上的能量密度,能量密度在140~320J/mm3范圍內(nèi)時(shí)涂層致密,產(chǎn)物中大顆粒很少,表面覆蓋大顆粒的涂層約占四分之一,涂層致密且與基體冶金結(jié)合,發(fā)生元素?cái)U(kuò)散。當(dāng)能量密度大于320J/mm3或小于140J/mm3時(shí),涂層表面粗糙不易形成冶金結(jié)合,表面覆蓋大顆粒的涂層超過一半。對(duì)不同的過程參數(shù)下的涂層進(jìn)行分析,可以得到,粉末電爆噴涂過程中粉末上沉積的能量密度對(duì)爆炸產(chǎn)物中大顆粒份額和涂層與基體的結(jié)合情況有決定性作用。不同的噴涂距離獲得的涂層具有不同的特性,噴涂距離過小時(shí)涂層的面積基本與爆炸槍頭的噴口面積相近,成形致密均勻;噴涂距離增大,涂層面積增大,成形較為完整,當(dāng)噴涂距離增大到一定程度后基體會(huì)出現(xiàn)裸露。試驗(yàn)對(duì)不同初始電壓下電爆的電學(xué)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)粉末電爆時(shí)導(dǎo)入噴涂材料的電流波形的峰值會(huì)隨著初始電壓的增大而變大,發(fā)生一次電爆的反應(yīng)時(shí)間會(huì)縮短。同時(shí)還發(fā)現(xiàn),初始電壓超過一定值以后,連續(xù)粉末電爆噴涂過程的能量利用率會(huì)降低,初始電壓高于11k V后,粉末電爆過程中能量利用率會(huì)趨于穩(wěn)定。
[Abstract]:The invention relates to a novel thermal spraying method , which comprises the following steps : When the energy density is greater than 320J / mm3 or less than 140J / mm3 , the surface of the coating is rough and difficult to form a metallurgical bond , and the surface of the coating is more than half the coating of the large particles .

【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1876644