热喷涂设备
5220高压高速火焰喷枪的出现改变了高压高速火焰喷涂(HP/HVOF)的市场。通过使用液态燃料取代气体燃料产生出了更高的火焰温度与压力,JP-5000改善了粉末与燃烧舱的混合方式,得到的结果是更快的颗粒温度与更好的涂层质量表现。
5220高压高速火焰喷枪的高速颗粒所带来的主要优势包括:高涂层密度、高硬度、低氧化物含量以及更好的涂层完整性。低密度涂层是通过颗粒紧密、均匀的堆积来减少孔隙率来实现。低氧化物含量是由于颗粒的温度较低和停留在火焰中的时间较短所造成的。高硬度涂层可以有效抵抗磨损,而致密与低氧化物含量在对抗腐蚀时会特别有效。
5220高压高速火焰喷枪的燃烧舱出口的尺寸和形状设计创造出超音速膨胀喷射的气流效果,并保持在粉末注入区为低压区。这样的设计可以让燃烧舱的压力可以达到120 PSIG(8.2 bar),而一般使用气体燃料的高压高速火焰喷枪的燃烧舱压力在60-80 PSIG(4.5-5 bar),这样的燃烧舱压力差也影响了气流的速度5220高压高速火焰所产生的气流速度为2190 m/sec,而其他的高压高速火焰喷枪气流速度在1460-1800 m/sec之间。另外一个关键的设计为径向送粉设计,将粉末注入到高压高速火焰喷嘴的低压区,这可以让粉末在火焰中更均匀的加热,减少氧化物并拥有更高的颗粒速度。
由于5220高压高速火焰喷枪有較高的颗粒速度,可以将涂层堆积的非常厚,并且涂层内部显示出压应力,从而增强了键结强度和性能。5220高压高速火焰可以经过长时间的使用并保持其坚固耐用的优点,喷枪设计简单容易拆解保养与维护,多年来在市场上一直都是工业界可靠的伙伴。
5220高压高速火焰喷枪优点:
坚固简单的设计
燃烧舱后端有缩口设计,可以增加气流和颗粒速度
双径向送粉可以确保颗粒可以均匀的混入火焰
可延伸枪管优化粉末的加热
即时监测燃烧舱压力,可得到一致性的涂层质量
使用安全的非挥发性液体燃料
操作成本低
较低的火焰温度
涂层中的碳化物含量低
更高的涂层硬度
高质量的涂层与一致性
压缩涂层应力
可堆叠较厚的涂层
高喷涂速率
喷涂距离长,对喷涂距离要求较低
高效能的水冷系统可以延长5220高压高速火焰喷枪的使用寿命,和其他使用气态燃料的高压高速火焰喷枪不同的是5220水温对其影响较低,可以允许4-21oC的水温而不影响到喷枪的性能与涂层的质量。
5220高压高速火焰喷枪之所以可以制作出高质量的涂层关键因素在于拥有較高的颗粒速度,高颗粒速度可以带来高涂层密度与低氧化物含量。低氧化物含量是因为颗粒在大气中停留的时间较短没有足够的时间让其氧化。而高涂层密度是因为较高的颗粒速度可以让颗粒的堆积更加紧密,减少孔隙率而增加涂层的密度。而如此杰出的涂层质量可以有更加的耐磨性与抗腐蚀能力。
喷涂后的涂层经过后加工处理可以得到极光滑表面,且有较高的涂层堆叠厚度
此喷枪的另外一个特色在于枪管的设计,可以有不同的长度,较长的枪管长度可以使颗粒的加热更加的均匀也可以增加颗粒的速度。在独立实验室的结果表明使用5220喷枪所制作的WC-Co(碳化钨-钴)涂层和CrC-NiCr(碳化铬-镍铬)涂层具有优异的耐磨性,在某些特定的情况下涂层的磨损只有气态燃料的HVAF的1/3而已。会有这样的结果是因为颗粒被均匀的加热,提高了键结强度与整体的涂层质量。
5220是一把使用液态燃料的HVOF枪,在业界也已经经过多年的验证,由于内部燃烧舱的特殊设计可以达到颗粒速度700 m/s,高于目前市面上所有使用气体燃料的HVOF,喷涂后的涂层孔隙率在0~2%之间,氧化物含量也在2%以下,而且可以快速达到目标涂层厚度。在业界也有许多取代镀硬铬的案例,涂层效果明显优于原有制程。
使用5220标准型HVOF喷涂CoNiCrAlY涂层之剖面图(孔隙率1%以下,氧化物含量~0%)
使用5220标准型HVOF喷涂88WC-12Co之涂层剖面图(孔隙率2%以下,硬度1400 HV500以上)