火焰噴塗法是指在氧乙炔焰中，粉末以50m/s左右的速度通過噴槍口的高溫區，受熱成為熔融或半熔融狀態，噴至被預熱的表面上，直到所需的厚度。粉末火焰噴塗工藝比較簡單，可用於導軌面的噴塗，以及機械磨損修復工作。
基本介紹
- 中文名：火焰噴塗法
- 外文名：Flame spraying method
- 套用：導軌面的噴塗
- 特點：粉末火焰噴塗工藝比較簡單
- 速度：50m/s
- 學科：冶金工程
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絲材
絲材火焰噴塗是利用氧乙炔燃燒的熱源，將連續、均勻送入火焰中的噴塗絲材加熱、熔融，再通過高壓氣體霧化成微粒狀，直接噴射到預先處理過的工件表面，連續沉積形成金屬、合金塗層。這種工藝方法是目前國內最常用的熱噴塗技術之一，主要噴塗鋅、鋁、鋅鋁合金材料，用於大型鋼結構件的長效防腐蝕。
構造
絲材火焰噴塗由絲材火焰噴塗槍進行噴塗。噴塗源為噴嘴，金屬絲經過噴嘴中心，通過圍繞噴嘴和氣罩形成的環形火焰，金屬絲的尖端連續地被加熱到其熔點，然後，由通過氣罩的壓縮空氣將其霧化成噴射粒子，依靠空氣流加速噴射到模具基體材料上，從而熔融的粒子冷卻到塑性或半熔化狀態，也發生一定程度的氧化。粒子與基體撞擊時變平並粘接到基體上，隨後與基體撞擊的粒子也變平並粘接到基體的粒子上，從而堆積成塗層，如下圖所示。
特點
絲材的傳送靠噴槍中的空氣渦輪或電動機旋轉，其轉速可以調節，以控制送絲速度。採用空氣渦輪的噴槍，送絲速度的微調比較困難，而且其速度受壓縮空氣的影響而難以恆定，但噴槍的質量輕，適用於手工操作；採用電動機傳送絲材的設備，雖然送絲速度容易調節，也能保持恆定，噴塗自動化程度高，但噴槍笨重只適用於機械噴塗。
絲材火焰噴塗效率高，但噴出的熔滴大小不均，使得塗層結構不均勻，孔隙率也較大，且拉絲噴塗材料的成形工藝受到限制。
粉末
粉末火焰噴塗是以氧乙炔火焰為熱源，把自熔劑合金粉末噴塗在經過預處理的工件表面上，在保證工件不熔化的前提下，加熱塗層，使其熔融並潤濕工件，通過液態合金與固態工件表面的相互溶解、擴散，形成呈冶金結構並具有特殊性能的表面熔覆層。
粉末火焰噴塗與絲材火焰噴塗的原理基本相同，而且設備裝置也基本與絲材火焰噴塗相類似。不同之處是噴塗材料不是絲材而是粉末。粉末火焰噴塗只是將送絲機構改為與噴槍固定規格的送粉裝置，粉末材料可以是金屬粉、合金粉、複合粉、碳化物粉、陶瓷粉。
粉末火焰噴塗中一般沒有壓縮空氣參與霧化、加速，噴塗粒子的推動力直接來自燃料氣的作用，故噴塗粒子飛行速度較小，塗層結合強度較低，孔隙率較高。中性焰是最常用的熱噴塗火焰，中性焰噴塗時，噴塗材料既不易被氧化，也不會由於過剩乙炔的分解而帶來增碳，能較好地保證噴塗層的質量，適用於任何金屬及其合金的噴塗。粉末火焰噴塗噴槍噴出的顆粒速度較高，火焰溫度低，因此塗層的結合強度及塗層本身的綜合強度都比較低，且比其他噴塗方法得到的孔隙率高。
優缺點
火焰噴塗技術的基本特點是：①一般金屬、非金屬基體均可噴塗，對基體的形狀和尺寸通常也不受限制，但小孔目前尚不能噴塗；②塗層材料廣泛，金屬、合金、陶瓷、複合材料均可為塗層材料，可使表面具有各種性能，如耐腐蝕、耐磨；耐高溫、隔熱等：③塗層的多孔性組織有儲油潤滑和減摩性能，含有硬質相的噴塗層巨觀硬度可達450HB，噴焊層可達65HRC；④火焰噴塗對基體影響小，基體表面受熱溫度為200～250℃，整體溫度約70℃～80℃，故基體變形小，材料組織不發生變化。
火焰噴塗技術的缺點：①噴塗層與基體結合強度較低，不能承受交變載荷和衝擊載荷；②基體表面製備要求高；③火焰噴塗工藝受多種條件影響，塗層質量尚無有效檢測方法。
