CN113088863A - 一种应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺，涉及喷涂技术领域，本发明包括空气帽，空气帽的一端设有两对送丝轮，两对送丝轮远离空气帽的一端分别设有喷涂电极的正负极，每对送丝轮之间均设有喷涂丝，两个喷涂丝均贯穿空气帽，且两对送丝轮之间通过压缩机喷射压缩空气，空气帽的另一端设有工件，超音速电弧喷涂采用拉伐尔喷嘴，将气流的速度从亚音速提高到超音速，加强了气流对粒子的加速效果，从而提高了粒子速度。粒子速度越高，越有利于获得高质量的涂层。随着热喷涂设备的更新换代，粒子速度在不断提高，涂层的质量也不断得到改善，其优点在于热效率高，生产效率高，操作简单，安全可靠，涂层结合强度高，涂层孔隙率低。
Description
技术领域
本发明涉及喷涂技术领域，具体涉及一种应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺。
背景技术
电弧喷涂，是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术。电弧喷涂是钢结构防腐蚀、耐磨损和机械零件维修等实际应用工程中最普遍使用的一种热喷涂方法。电弧喷涂系统一般是由喷涂专用电源、控制装置、电弧喷枪、送丝机及压缩空气供给系统等组成。垃圾焚烧炉是焚烧处理垃圾的设备，在对其进行表面处理时，就需要使用电弧喷涂技术。
然而，传统的垃圾焚烧炉的内壁容易遭受腐蚀，目前一般采用普通喷涂来进行内壁处理，隔几个月就需要处理一下，人工及物料成本高，同时还导致设备经常处于维护状态，企业生产效率大大降低。
发明内容
本发明的目的在于提出一种应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺，以解决上述背景技术中提出现有的的问题。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺，包括空气帽，所述空气帽的一端设有两对送丝轮，两对所述送丝轮远离空气帽的一端分别设有喷涂电极的正负极，每对所述送丝轮之间均设有喷涂丝，两个所述喷涂丝均贯穿空气帽，且两对所述送丝轮之间通过压缩机喷射压缩空气，所述空气帽的另一端设有工件，所述工件靠近空气帽的一侧喷涂有涂层。
所述喷涂工艺包括以下工艺流程：
S1：施工准备：利用现场已有条件进行设备就位、主要机具有空压机、喷砂罐、喷枪、风管、铁丝、铁锨、筛子、防护帽、活动扳手等。要做好电气接线、气源管线连接及磨料回收帆布铺设工作；
S2：表面清理(喷砂)：用石英砂清理母体表面浮土、杂物、氧化物：使母体表面颜色达到近白级，清理完成后，清扫并整理场地；
S2-1：压缩空气压力0.6-0.8Mpa，流量要在6m3/min以上；
S2-2：喷砂采用18-24目砂，喷砂磨料必须清洁、干燥、无油污；
S2-3：磨粒喷射方向与工作面法线之间一般取0-25°(—般不超过 30°)；
S2-4：喷砂枪喷嘴磨损增大达20％后便应更换；
S2-5：喷砂处理后的清洁度应达到GB8923规定的最高清洁度Sa3，应无可见的油脂污垢、氧化皮、铁锈等附着物，该表面呈均匀的金属光泽，粗化后粗糙度应达到Rz55-80um，若喷砂质量未达到上述要求应重做喷砂处理；
S2-6：炉管吊装到喷涂平台后停放在喷砂车间外，用强光手电逐个炉管检查表面是否有油污存在；
S2-7：如果有油污则用清洗剂或汽油清洗，直到油污完全去除后再用水冲洗干净；
S2-8：晾干后再将管屏推入喷砂车间进行喷砂；
S2-9：喷砂时喷砂枪轴线与炉管表面切线方向保持在60°-90°，喷射距离100-250mm；
S2-10：喷砂过程中操作工要保持喷砂枪在不断移动，禁止喷砂枪对准某点持续喷射；
S2-11：喷砂处理过程中发现管屏缺陷立即停工并报业主及监理察看；
S2-12：喷砂后基体表面应当干燥、无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈迹，管屏显示均匀的灰白色。预处理后基体也应当具备一定粗糙度；
S2-13：喷钢玉砂前检查喷砂车间内炉管温度及空气相对湿度，管屏温度高于露点3℃以上并且空气相对湿度低于85％时方可进行喷砂操作；
S2-14：同喷砂预处理工序一样检查压缩空气压力及质量；
S2-15：粗化完成后用检查灯逐块检查粗化表面质量，表面洁净度要达到Sa3级；用粗糙度测量仪测量表面粗糙度，表面粗糙度要达到Rz55-80μm；
S2-16：粗化后严禁用手、水或任何物品触摸管屏表面，任何污损都必须重新粗化；
S2-17：粗化处理过程中发现管屏缺陷立即停工并报业主及监理察看；
S2-18：粗化处理检查合格后用干燥压缩空气吹去炉管表面灰尘和残留的棕刚玉(金刚砂)砂粒；
S2-19：粗化处理完成后将管屏移动到喷涂平台时戴清洁的不脱绒的手套协助吊装，禁止用手或其他物品接触粗化表面；
S3：喷涂非晶合金丝材；
A、非晶合金喷涂工艺流程：
准备工作：
S3-1：丝材的喷涂前首先要接好喷涂设备，检查其运转是否正常，并根据所用喷涂材料调整好喷涂电压及电流，经检验合格后方可正式喷涂；
S3-2：把喷涂电源次级电压调到33-36V，电流250-300A，喷涂距离 150-200mm，角度45-90°，风压0.6-0.7MPa；
S3-3：试喷：喷枪枪头首先不要对准工作面，等正常后再喷涂。
喷涂施工：
S3-4：应按国家标准《热喷涂操作安全》GB11375-1989执行。
S3-5：粒子喷涂速度为：≥360M/S；
S3-6：喷砂于喷涂应每4-6㎡间隔循环进行，喷涂距离为：150-200mm 喷涂过渡区域，在要求喷涂表面积两侧进行逐渐平滑过渡，其宽度为 100mm。
S3-7：喷涂角度为不超过45度，管壁为圆弧形；
S3-8：喷涂层厚度应分8-10次完成，每一遍喷涂厚度为0.09mm；
S3-9：涂层厚度达到大于等0.5-0.8mm。
B、高温纳米陶瓷涂层封孔。
本发明的有益效果如下：
应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺采用拉伐尔喷嘴，将气流的速度从亚音速提高到超音速，加强了气流对粒子的加速效果，从而提高了粒子速度。粒子速度对涂层的性能有很大的影响。粒子速度高，粒子沉积时对基体的撞击作用就强，粒子变形就充分。有利于粒子与基体、粒子与粒子之间的结合，从而提高涂层的结合强度和内聚强度；粒子速度高，粒子沉积前在空气中的飞行时间短，飞行中产生的氧化物就少，有利于粒子的结合，从而提高涂层的内聚强度，降低涂层的孔隙率。粒子速度越高，越有利于获得高质量的涂层。随着热喷涂设备的更新换代，粒子速度在不断提高，涂层的质量也不断得到改善。
超音速电弧喷涂的技术相对于普通火焰喷涂技术来说，其优点在于热效率高，生产效率高，操作简单，安全可靠，涂层结合强度高，涂层孔隙率低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的电弧喷涂示意图；
图2是本发明的施工工艺流程图；
图3是本发明的喷涂工艺图。
附图标记：1、工件；2、空气帽；3、送丝轮；4、喷涂电极；5、喷涂丝；6、涂层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-3所示，一种应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺，包括空气帽2，空气帽2的一端设有两对送丝轮3，两对送丝轮3远离空气帽2的一端分别设有喷涂电极4的正负极，每对送丝轮3之间均设有喷涂丝5，两个喷涂丝5均贯穿空气帽2，且两对送丝轮3之间通过压缩机喷射压缩空气，空气帽2的另一端设有工件1，工件1靠近空气帽2的一侧喷涂有涂层6。
喷涂工艺包括以下工艺流程：
S1：施工准备：利用现场已有条件进行设备就位、主要机具有空压机、喷砂罐、喷枪、风管、铁丝、铁锨、筛子、防护帽、活动扳手等。要做好电气接线、气源管线连接及磨料回收帆布铺设工作；
S2：表面清理(喷砂)：用石英砂清理母体表面浮土、杂物、氧化物：使母体表面颜色达到近白级，清理完成后，清扫并整理场地；
S2-1：压缩空气压力0.6-0.8Mpa，流量要在6m3/min以上；
S2-2：喷砂采用18-24目砂，喷砂磨料必须清洁、干燥、无油污；
S2-3：磨粒喷射方向与工作面法线之间一般取0-25°(—般不超过 30°)；
S2-4：喷砂枪喷嘴磨损增大达20％后便应更换；
S2-5：喷砂处理后的清洁度应达到GB8923规定的最高清洁度Sa3，应无可见的油脂污垢、氧化皮、铁锈等附着物，该表面呈均匀的金属光泽，粗化后粗糙度应达到Rz55-80um，若喷砂质量未达到上述要求应重做喷砂处理；
S2-6：炉管吊装到喷涂平台后停放在喷砂车间外，用强光手电逐个炉管检查表面是否有油污存在；
S2-7：如果有油污则用清洗剂或汽油清洗，直到油污完全去除后再用水冲洗干净；
S2-8：晾干后再将管屏推入喷砂车间进行喷砂；
S2-9：喷砂时喷砂枪轴线与炉管表面切线方向保持在60°-90°，喷射距离100-250mm，以减少管路长度及压力损失，避免过多的管道损坏，也便于施工人员互相联系；
S2-10：喷砂过程中操作工要保持喷砂枪在不断移动，禁止喷砂枪对准某点持续喷射，以免损伤炉管；
S2-11：喷砂处理过程中发现管屏缺陷立即停工并报业主及监理察看；
S2-12：喷砂后基体表面应当干燥、无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈迹，管屏显示均匀的灰白色。预处理后基体也应当具备一定粗糙度；
S2-13：喷钢玉砂前检查喷砂车间内炉管温度及空气相对湿度，管屏温度高于露点3℃以上并且空气相对湿度低于85％时方可进行喷砂操作；
S2-14：同喷砂预处理工序一样检查压缩空气压力及质量；
S2-15：粗化完成后用检查灯逐块检查粗化表面质量，表面洁净度要达到Sa3级；用粗糙度测量仪测量表面粗糙度，表面粗糙度要达到Rz55-80μm；
S2-16：粗化后严禁用手、水或任何物品触摸管屏表面，任何污损都必须重新粗化；
S2-17：粗化处理过程中发现管屏缺陷立即停工并报业主及监理察看；
S2-18：粗化处理检查合格后用干燥压缩空气吹去炉管表面灰尘和残留的棕刚玉(金刚砂)砂粒；
S2-19：粗化处理完成后将管屏移动到喷涂平台时戴清洁的不脱绒的手套协助吊装，禁止用手或其他物品接触粗化表面；
S3：喷涂非晶合金丝材；
A、非晶合金喷涂工艺流程：
准备工作：
S3-1：丝材的喷涂前首先要接好喷涂设备，检查其运转是否正常，并根据所用喷涂材料调整好喷涂电压及电流，经检验合格后方可正式喷涂；
S3-2：把喷涂电源次级电压调到33-36V，电流250-300A，喷涂距离 150-200mm，角度45-90°，风压0.6-0.7MPa；
S3-3：试喷：喷枪枪头首先不要对准工作面，等正常后再喷涂。
喷涂施工：
S3-4：应按国家标准《热喷涂操作安全》GB11375-1989执行。
S3-5：粒子喷涂速度为：≥360M/S，使涂层致密，比基体的结合强度高；
S3-6：喷砂于喷涂应每4-6㎡间隔循环进行，喷涂距离为：150-200mm 喷涂过渡区域，在要求喷涂表面积两侧进行逐渐平滑过渡，其宽度为 100mm。
S3-7：喷涂角度为不超过45度，管壁为圆弧形，增加涂层紧密性，不会在夹角处遗漏；
S3-8：喷涂层厚度应分8-10次完成，每一遍喷涂厚度为0.09mm，减少孔隙密度，不伤母材；
S3-9：涂层厚度达到大于等0.5-0.8mm，涂层太厚容易脱落，导热性变差，太薄使用寿命减短。
非晶合金丝材技术指标
B、高温纳米陶瓷涂层封孔。
对很多热喷涂涂层来说，封孔是一项必要的后处理过程，当涂层面临腐蚀及氧化(有时处于高温)环境时，封孔是涂层设计必需要考虑的一项内容。
任何一种热喷涂方法都是一种有孔结构。总体而言，涂层孔隙度范围相当大。在实际应用中，有孔结构有时是有利的。涂层孔隙有助于贮油，促进润滑，减少磨损；在某些特殊应用中，利用热喷涂制取多孔材料，用于热交换装置或其它元件。然而，在更多的情况下，涂层的孔隙是不希望的。当涂层暴露于大气、蒸汽、工业气氛、化学活性物质、腐蚀气体及高温环境中，孔隙引入腐蚀元素，使涂层与基体发生化学或电化学侵蚀，导致涂层失效，在这种情况下，必须对涂层进行封孔。
作为热喷涂的一种后处理工序，封孔作业的主要内容是封孔剂的选择和施工方法。如果某些工件喷涂后还需要车削或磨削时，封孔应在此之前实施，以防涂层孔隙污染，保证更好、更干净的磨削光洁度。当喷涂陶瓷涂层用于绝缘的情况下，封孔能维持涂层的介电常数。否则，涂层孔隙将会吸湿或遭污染，形成涂层中不希望的导电通道。此外，对于泵或液压机等设备，封孔还防止液体和压力的密封泄漏。涂层检测合格后，用具有防磨、防腐性能材料进行封孔。
进口高温纳米陶瓷涂层材料技术指标
A、盐雾超标准检测：
| 试验项目 | 试验条件 | 试验结果 |
| 耐盐雾性 | 35℃、5％的食盐水120小时 | 5000小时以上 |
B、防锈蚀检测：
C、盐水喷雾超标准检测：
D、耐久性检测：
E、耐溶剂检测：
F、环保安全性能检测：
Claims (2)
1.一种应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺，其特征在于，包括以下工艺流程：
S1：施工准备：利用现场已有条件进行设备就位、主要机具有空压机、喷砂罐、喷枪、风管、铁丝、铁锨、筛子、防护帽、活动扳手等。要做好电气接线、气源管线连接及磨料回收帆布铺设工作；
S2：表面清理：用石英砂清理母体表面浮土、杂物、氧化物：使母体表面颜色达到近白级，清理完成后，清扫并整理场地；
S2-1：压缩空气压力0.6-0.8Mpa，流量要在6m3/min以上；
S2-2：喷砂采用18-24目砂，喷砂磨料必须清洁、干燥、无油污；
S2-3：磨粒喷射方向与工作面法线之间一般取0-25°；
S2-4：喷砂枪喷嘴磨损增大达20％后便应更换；
S2-5：喷砂处理后的清洁度应达到GB8923规定的最高清洁度Sa3，应无可见的油脂污垢、氧化皮、铁锈等附着物，该表面呈均匀的金属光泽，粗化后粗糙度应达到Rz55-80 um，若喷砂质量未达到上述要求应重做喷砂处理；
S2-6：炉管吊装到喷涂平台后停放在喷砂车间外，用强光手电逐个炉管检查表面是否有油污存在；
S2-7：如果有油污则用清洗剂或汽油清洗，直到油污完全去除后再用水冲洗干净；
S2-8：晾干后再将管屏推入喷砂车间进行喷砂；
S2-9：喷砂时喷砂枪轴线与炉管表面切线方向保持在60°-90°，喷射距离100-250mm；
S2-10：喷砂过程中操作工要保持喷砂枪在不断移动，禁止喷砂枪对准某点持续喷射；
S2-11：喷砂处理过程中发现管屏缺陷立即停工并报业主及监理察看；
S2-12：喷砂后基体表面应当干燥、无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈迹，管屏显示均匀的灰白色。预处理后基体也应当具备一定粗糙度；
S2-13：喷钢玉砂前检查喷砂车间内炉管温度及空气相对湿度，管屏温度高于露点3℃以上并且空气相对湿度低于85％时方可进行喷砂操作；
S2-14：同喷砂预处理工序一样检查压缩空气压力及质量；
S2-15：粗化完成后用检查灯逐块检查粗化表面质量，表面洁净度要达到Sa3级；用粗糙度测量仪测量表面粗糙度，表面粗糙度要达到Rz55-80μm；
S2-16：粗化后严禁用手、水或任何物品触摸管屏表面，任何污损都必须重新粗化；
S2-17：粗化处理过程中发现管屏缺陷立即停工并报业主及监理察看；
S2-18：粗化处理检查合格后用干燥压缩空气吹去炉管表面灰尘和残留的金刚砂砂粒；
S2-19：粗化处理完成后将管屏移动到喷涂平台时戴清洁的不脱绒的手套协助吊装，禁止用手或其他物品接触粗化表面；
S3：喷涂非晶合金丝材；
S3-1：丝材的喷涂前首先要接好喷涂设备，检查其运转是否正常，并根据所用喷涂材料调整好喷涂电压及电流，经检验合格后方可正式喷涂；
S3-2：把喷涂电源次级电压调到33-36V，电流250-300A，喷涂距离150-200mm，角度45-90°，风压0.6-0.7MPa；
S3-3：试喷：喷枪枪头首先不要对准工作面，等正常后再喷涂。
喷涂施工：
S3-4：应按国家标准《热喷涂操作安全》GB11375-1989执行。
S3-5：粒子喷涂速度为：≥360M/S；
S3-6：喷砂于喷涂应每4-6㎡间隔循环进行，喷涂距离为：150-200mm喷涂过渡区域，在要求喷涂表面积两侧进行逐渐平滑过渡，其宽度为100mm。
S3-7：喷涂角度为不超过45度，管壁为圆弧形；
S3-8：喷涂层厚度应分8-10次完成，每一遍喷涂厚度为0.09mm；
S3-9：涂层厚度达到大于等0.5-0.8mm；
S3-10：高温纳米陶瓷涂层封孔。
2.根据权利要求1所述的应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺，其特征在于，还包括有空气帽(2)，所述空气帽(2)的一端设有两对送丝轮(3)，两对所述送丝轮(3)远离空气帽(2)的一端分别设有喷涂电极(4)的正负极，每对所述送丝轮(3)之间均设有喷涂丝(5)，两个所述喷涂丝(5)均贯穿空气帽(2)，且两对所述送丝轮(3)之间通过压缩机喷射压缩空气，所述空气帽(2)的另一端设有工件(1)，所述工件(1)靠近空气帽(2)的一侧喷涂有涂层(6)。
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|---|---|---|---|
| CN202110206918.1A CN113088863A (zh) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | 一种应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺 |
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| CN113088863A true CN113088863A (zh) | 2021-07-09 |
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| CN202110206918.1A Pending CN113088863A (zh) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | 一种应用于垃圾炉的超音速电弧非晶合金喷涂工艺 |
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2021
- 2021-02-24 CN CN202110206918.1A patent/CN113088863A/zh active Pending
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