锅炉防磨高速电弧喷涂技术

摘要：锅炉防磨目前主要采用高速电弧喷涂，本文介绍的是电弧喷涂技术的特点。

电弧喷涂技术与普通火焰喷涂相比，具有热效率高、生产效率高、操作简单、 安全可靠、生产成本低及可制备伪合金涂层等优点，在防腐、耐磨等领域得到了 广泛的应用。但与超声速火焰喷涂及等离子喷涂相比，电弧喷涂也显露出有以 下缺点。

(1)涂层与基体结合强度低。电弧喷涂的涂层与基体的结合强度通常为 20MPa左右，经改进的二次雾化电弧喷枪，其涂层与基体的结合强度最高达40MPa与超声速火焰喷涂和等离子喷涂的涂层结合强度高达60MPa以上相比， 其结合强度低。

(2)涂层孔隙率高。电弧喷涂层表面的孔隙率常高达以上，而超声速火 焰喷涂和等离子喷涂的涂层表面孔隙率一般小于，高孔隙率不仅影响涂层 与基体的结合强度，而且影响涂层的耐磨、耐蚀性能。

电弧喷涂虽然具有不少独特的优点，但结合强度低和孔隙率高等特点，严重 影响它在某些领域的应用，致使电弧喷涂在热喷涂应用中只占10%。左右。随着 科学技术的发展，各种新技术相继问世，并飞速发展，传统电弧喷涂技术受到了 极大的挑战。同时，电弧喷涂也迎来了新的发展机遇。许多从事电弧喷涂研究 的工作者从提高压缩空气气流的速度角度出发，来提高喷涂粒子的速度，使粒子 的速度比常规电弧喷涂的速度有大幅度提高，接近或达到声速，提高电弧喷涂层 与基体的结合强度，并同时降低孔隙率。对于电弧喷涂工艺方法来讲，由于它的 工作原理所决定，即使压缩空气雾化气流已经达到超声速，也很难将喷涂熔滴雾 化到和粉末材料要求的那么细小、均匀，所以其对粒子的加速比其他工艺方法要 困难得多，粒子的平均速度很难完全达到声速以上。另外需要指出，电弧喷涂工 艺方法并非是人们所想象的粒子雾化越细小涂层就越好，应该说粒子的尺寸太 大了不好，太细小了也不好。必须强调根据喷涂材料的性能综合考虑与匹配控 制粒子的雾化程度、速度、动能和粒子与空气作用的时间（粒子的氧化程度、 因为粒子由大变小的过程，其粒子的表面积将成倍数增加，这种工艺方法其熔滴粒子的外表面基本是一层氧化膜，这样就造成涂层中氧化物含量的增加，对熔滴 涂层的结合强度、孔隙率和硬度反而带来了负面影响。

上图是正在采用电弧喷涂技术喷涂

第二炮兵工程学院、装甲兵工程学院的装备再制造技术国防科技重点实验室均自行开发研制出高速电弧喷涂系统，其对电弧喷涂技术的发展产生了较大 的推动作用。在机械制造、石油化工、水利电力、矿山冶金、造纸印刷、交通运输、 装备维修等领域获得了广泛应用，产生了很大的经济效益和社会效益。