首页 加入收藏 联系我们

客服热线:0755-89482646

0755-36917666

公司传真:0755-89482579

销售客服

技术交流

等离子表面处理机多种物理和化学过程

发布时间:2023/12/18 8:22:45 | 信息来源:
收藏本文章 | 复制本页链接 | 打印本页 | 浏览:107 次 | 点此浏览更多 《技术交流》 | 【关闭窗口
等离子喷涂工艺流程


在等离子喷涂过程中,影响涂层质量的工艺参数很多,主要有:
①等离子气体:气体的选择原则主要根据是可用性和经济性,N2气便宜,且离子焰热焓高,传热快,利于粉末的加热和熔化,但对于易发生氮化反应的粉末或基体则不可采用。Ar气电离电位较低,等离子弧稳定且易于引燃,弧焰较短,适于小件或薄件的喷涂,此外Ar气还有很好的保护作用,但Ar气的热焓低,价格昂贵。
气体流量大小直接影响等离子焰流的热焓和流速,从而影响喷涂效率,涂层气孔率和结合力等。流量过高,则气体会从等离子射流中带走有用的热,并使喷涂粒子的速度升高,减少了喷涂粒子在等离子火焰中的“滞留”时间,导致粒子达不到变形所必要的半熔化或塑性状态,结果是涂层粘接强度、密度和硬度都较差,沉积速率也会显著降低;相反,则会使电弧电压值不适当,并大大降低喷射粒子的速度。极端情况下,会引起喷涂材料过热,造成喷涂材料过度熔化或汽化,引起熔融的粉末粒子在喷嘴或粉末喷口聚集,然后以较大球状沉积到涂层中,形成大的空穴。
②电弧的功率:电弧功率太高,电弧温度升高,更多的气体将转变成为等离子体,在大功率、低工作气体流量的情况下,几乎全部工作气体都转变为活性等粒子流,等粒子火焰温度也很高,这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变,喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良。此外还可能使喷嘴和电极烧蚀。
而电弧功率太低,则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰,又会引起粒子加热不足,涂层的粘结强度,硬度和沉积效率较低。
③供粉:供粉速度必须与输入功率相适应,过大,会出现生粉(未熔化),导致喷涂效率降低;过低,粉末氧化严重,并造成基体过热。
送料位置也会影响涂层结构和喷涂效率,一般来说,粉末必须送至焰心才能使粉末获得好的加热和高的速度。
④喷涂距离和喷涂角:喷枪到工件的距离影响喷涂粒子和基体撞击时的速度和温度,涂层的特征和喷涂材料对喷涂距离很敏感。
喷涂距离过大,粉粒的温度和速度均将下降,结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降;过小,会使基体温升过高,基体和涂层氧化,影响涂层的结合。在机体温升允许的情况下,喷距适当小些为好。
喷涂角:指的是焰流轴线与被喷涂工件表面之间的角度。该角小于45度时,由于“阴影效应”的影响,涂层结构会恶化形成空穴,导致涂层疏松。
⑤喷枪与工件的相对运动速度
喷枪的移动速度应保证涂层平坦,不出线喷涂脊背的痕迹。也就是说,每个行程的宽度之间应充分搭叠,在满足上述要求前提下,喷涂操作时,一般采用较高的喷枪移动速度,这样可防止产生局部热点和表面氧化。
⑥基体温度控制
较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程要达到的温度,然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施,使其保持原来的温度。等离子表面处理机是一种利用等离子体在表面上产生化学反应的技术,可以改变材料表面的化学性质和物理性质,从而实现表面的改性、功能化和涂覆等目的。本文将详细介绍等离子表面处理机在表面发生的反应。


等离子体的生成和作用
等离子表面处理机是通过产生等离子体来实现表面处理的。等离子体是一种高能量、高反应性的物质,可以在表面上激发化学反应。等离子体的生成方式有多种,如辉光放电、微波放电、射频放电等。在等离子体的作用下,表面化学键的断裂和形成,表面的化学结构和功能可以得到改变。


表面反应的类型
等离子表面处理机可以实现多种表面反应,包括化学反应、物理反应和生物反应等。其中,化学反应是常见的一种表面反应类型,可以实现表面的功能化、改性和涂覆等目的。物理反应则主要是通过等离子体的高能量作用,改变表面的物理性质,如表面形貌、粗糙度等。生物反应则是利用等离子体的高能量作用,破坏细胞膜和细胞壁,实现细胞杀灭、消毒等目的。


表面反应的机理
等离子表面处理机的表面反应机理是复杂的,涉及多种物理和化学过程。一般来说,等离子体的高能量作用可以激发表面化学键的断裂和形成,从而改变表面的化学结构和性质。具体来说,等离子体可以将表面的化学键断裂成自由基、离子或原子等活性物质,然后与外部的化学物质发生反应,形成新的化学键。另外,等离子体还可以通过表面的物理作用,改变表面的形貌和粗糙度,从而改变表面的物理性质。


表面反应的应用
等离子表面处理机的表面反应具有广泛的应用,包括材料改性、涂覆、生物医学、环境保护等领域。其中,材料改性是常见的应用之一,可以通过等离子表面处理机实现材料表面的功能化、涂覆、防腐等目的。涂覆则是利用等离子体在表面上形成涂层,实现表面的保护和改性。生物医学领域则是利用等离子体的高能量作用,实现细胞杀灭、消毒、生物材料表面的改性等目的。环境保护领域则是利用等离子表面处理机实现废水、废气的处理和净化。


总之,等离子表面处理机是一种利用等离子体在表面上产生化学反应的技术,可以改变材料表面的化学性质和物理性质,从而实现表面的改性、功能化和涂覆等目的。等离子表面处理机可以实现多种表面反应类型,包括化学反应、物理反应和生物反应等。表面反应的机理是复杂的,涉及多种物理和化学过程。等离子表面处理机的应用领域广泛,包括材料改性、涂覆、生物医学、环境保护等领域。等离子喷涂的基础发展了新的技术


1.真空等离子喷涂(又叫低压等离子喷涂)


真空等离子喷涂是在气氛可控的,4~40Kpa的密封室内进行喷涂的技术。
因为工作气体等离子化后,是在低压气氛中边膨胀体积边喷出的,所以喷流速度是超音速的,而且非常适合于对氧化高度敏感的材料。


2.水稳等离子喷涂


前面说的等离子喷涂的工作介质都是气体,而这种方法的工作介质不是气而是水,它是一种高功率或高速等离子喷涂的方法,其工作原理是:
喷枪内通入高压水流,并在枪筒内壁形成涡流,这时,在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极间产生直流电弧,使枪筒内壁表面的一部分蒸发、分解,变成等离子态,产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用,其能量密度提高,燃烧稳定,因此,可喷涂高熔点材料,特别是氧化物陶瓷,喷涂效率非常高


3.气稳等离子喷涂


气稳等离子喷涂的原理是由等离子喷枪(等离子弧发生器)产生等离子射流(电弧焰流)。喷枪的电极(阴极)和喷嘴(阳极)分别接整流电源的正、负极,向喷枪供给工作气体(Ar、N2等),通过高频火花引燃电弧。电弧将气体加热到很高的温度,使气体电离,在热收缩效应、自磁收缩效应和机械效应的作用下,电弧被压缩,产生非转移性等离子弧。高温等离子气体从喷嘴喷出后,体积迅速膨胀,形成高温高速等离子射流。送分气流推动粉末进入等离子射流后,被迅速加热到熔融或半熔融状态,并将等离子射流加速,形成飞翔基材的喷涂离子束,陆续撞击到经预处理的基材表面,形成涂层。大气等离子喷涂用氩气、氮气、氢气作为等离子气。

上一篇:等离子设备的性质和特点
下一篇:等离子表面处理制品表面变得很粗糙的原因