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汽车修理喷涂件涂层防止冷脱落与提高硬度的方法有哪些?
来源:本站整理  作者:佚名  2015-12-16 11:17:47

     喷涂工艺也叫冷喷焊,由于对工件的热输入量低,所以不会引起工件变形和残余应力,特别适合汽车磨损零件或加工过量零件的修补。‘许多汽车修理工反映,该工艺存在着2个问题,一是喷涂过后涂层冷脱落,二是喷涂层表面硬度低。为此,我们做了一些分析和试验,仅供参考。
    (1)怎样防止喷涂层的冷脱落 喷涂层分为与工件表面接触的过渡层和工作层。过渡层是镍铝粉末通过铝热反应,促使镍由工作表面向深度扩散,以形成原子扩散结合。扩散层约1μm厚,其组成为FeNi3(母材为45#钢)。这种操作要求工件有一个清洁的、具有金属活性的表面。造成涂层冷脱落的原因大致有以下3种。
    ①喷涂表面再污染,是由于零件在表面车削疲劳层时加了冷却液,或者是车削后用手摸过加工面,或是用丙酮等溶液擦洗过加工表面。
    ②表面再氧化,是由于车削后的零件在潮湿的环境中搁置时间过长,或是加工时零件表面温度超过250℃,或是零件加热过程中用火焰直射加工面。
    ③喷涂操作不当,这主要是因为枪口离工件太远,使铝的放热反应没有在工件表面进行;其次是所用粉末过细,放热时间过于短促,这些都造成了分子扩散,使温度不足。
    因此,要注意掌握3点:一是加工面必须在不加冷却液的情况下车削其疲劳层,车削以后,不准用手摸,不准用溶剂擦,也不准长期搁置;二是预热温度要严格控制在200℃以内,同时要避免直接对加工面火焰烘烤,应在不需加工的部位烘烤,让热量均匀地转移到加工面去;三是选择颗粒大些的粉末,一般在60~100μm (50~250目),喷射距离应控制在250mm以内(枪口至加工表面),则过渡层与工件的结合可以达到3~4kg/mm2,绝不会发生涂层冷脱落的问题。
    工作层的冷脱落问题也能够得以解决。工作粉末通过焰心时就产生热塑,并由高速气流把它飞射到过渡层表面,集聚起来形成工作层,所以它与过渡层的结合纯属热塑冲击式机械结合。首先,机械结合面毛糙些好,为使过渡层的表面毛糙,应选用颗粒较粗的镍铝复合粉末;其次,热量是引起工作粉末塑性变形及决定机械结合力的主要因素,所以当焊枪功率不足,或粉末熔点偏高时,就可能降低工作粉末的热塑程度,从而影响结合力,其解决办法是在这种粉末中掺入20%重量的镍铝粉末,以补偿热量不足;再则,工作层太厚则涂层结合强度显著降低,经验告诉我们,工作层厚度不宜超过2mm,过渡层厚度在0. 15~0. 25mm为宜。
   (2)提高喷涂层硬度的方法喷涂层的硬度主要取决于工作层的表面硬度。一般工作粉末硬度为HRC20~30,比起喷焊层来说,的确低了不少。但是,喷涂有其自己的优势,这就是它可以掺入镍铝的方法,来提高工作层的结合力。例如,在镍基喷焊粉末中掺入重量比为25%~30%写的镍铝粉末,就可以作为喷涂的工作粉末,其硬度可达到HRC40~45。目前,国内高硬度耐磨的复合粉末品种很多,它们都可以与镍铝混合作为喷涂的工作粉末,这样就可以根据不同的工作条件,选择工作粉末以调节工作层的适应能力,扩大喷涂工艺的使用范围。从某种意义上看,喷涂对工作条件的适应能力,非但不比喷焊工艺差,而且还比喷焊工艺可靠,因为它不必用高温熔化,这对像碳化钨等高硬合金来说,就没有脱碳变性的可能。在使用这种掺合法喷涂时,如把镍铝改用铝镍,则涂层的结合力就更高一些。但是这种掺合喷涂层的厚度,宜薄不宜厚,一般以不超过1mm为佳。至于铝镍复合粉末的掺合比例,因受焊枪输出功率、粉末颗粒度等的影响,可以先试验后确定,但比例大致在25%~35%之间。

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