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电弧喷涂涂层缺陷分析与防止对策是什么？(下)

③残余应力引起涂层剥落。热喷涂层在凝固和冷却过程中，由于收缩会产生残余应力，而且涂层中内应力随涂层厚度的增加而增加，这种内应力会导致喷涂层剥落。喷涂层随着厚度的增加，整个涂层之间的残余应力增大，黏结强度降低。因此在满足要求的条件下，尽可能降低涂层厚度，对于喷涂后要求进行加工的工件，要尽可能减少加工余量。当喷涂材料与基体的热膨胀系数不一致时，涂层冷却后，涂层与基体的收缩量不一致，形成残余应力，而热膨胀系数相差越大，这种趋势越大，故在选择喷涂材料时，在满足耐磨、耐蚀等性能要求下，尽可能选择与基体热膨胀系数相同或相近的喷涂材料。基体与涂层材料的化学成分相差太大会使其组织结构和物化性质相差很大，喷涂过程中，在基体与涂层的界面会由于温度和相变而产生较大残余应力，降低结合强度，引起涂层剥落；为此可利用梯度涂层或复合涂层代替传统的涂层，通过相近的材料组成连续过渡涂层，使涂层的化学成分由基体平缓过渡到涂层表面，从而缓和两种材料直接结合引起的组织结构和物化性质的突变，以此来减少应力，提高结合强度。涂层收缩力与基体的法线方向一致，当喷涂内孑L或平面时，收缩力方向背向基体表面，不利于涂层与基体表面的结合，故在喷涂内孔或平面时，宜采用落层喷涂（即在喷涂过程中采取间歇喷涂、保温、缓冷等措施，来减少涂层应力），避免涂层剥落。对细长、薄壁工件易产生基体过热，冷却后变形大，影响结合强度。在电弧喷涂时，熔融的粒子温度高，为避免工件表面过热，必须快速移动喷枪。根据涂层厚度、喷涂生产率等参数来确定适中的喷枪移动速度，一般采用对基体预热来消除残余应力，预热温度一般控制在95。左右。
④使用不当，造成涂层脱落。喷涂后的工件在使用中，涂层与基体结合面垂直方向的拉应力超过涂层与基体的抗拉结合强度或涂层与基体结合面平行方向的切应力超过涂层与基体的抗剪结合强．度，涂层受到较大的力偶作用，都会导致涂层的剥落。
(2)涂层龟裂  涂层龟裂是指涂层表面或内部出现局部的小面积或封闭形的裂纹。引起涂层裂纹的主要原因有：
①喷涂层过热。在喷涂过程中，喷涂距离太小或喷枪移动的速度相对工件太慢，引起涂层局部过热，当涂层冷却后，由于应力作用在涂层表面产生裂纹。为避免过热而产生裂纹，在喷涂操作时要调整好喷涂距离和喷枪移动速度。
②涂层内裂纹与飞行中熔融粒子的状态有密切关系，当被加热到过热状态的粒子中含有气泡时，它撞击到基体表面时发生飞散现象，形成薄层状粒子，在热应力作用下，薄层状粒子会产生裂纹。为此，要确保喷涂材料基体表面无油、水、锈等污物，严防有害气体产生。另外，要调整好喷涂角度，尽可能减小熔融粒子的飞散。
③喷涂材料硬度高，抗裂性能差产生裂纹。所以，在满足涂层性能要求下，尽可能选用抗裂性好的喷涂材料。
④喷涂工件刚性大，工件表面有产生应力集中的严重缺陷，易产生裂纹。为此应尽可能消除基体表面较明显的应力源。
⑤喷涂层受到骤冷，易产生裂纹。为此要注意喷涂后的冷却速度，避免涂层骤冷。
⑥喷涂层厚度不均匀，涂层收缩率不均匀，易产生裂纹，故在喷涂操作时要注意喷枪移动速度以及送丝速度的稳定。
(3)涂层气孔  当一些熔融粒子在同方向且平行地打击到基体表面上时，由于“阴影效果”扁平状粒子之间的不完全堆积或在基体待喷涂表面的凹坑处含有空气或其他气体时形成气孔。涂层气孔的形成与喷涂前基体表面预处理及喷涂工艺不规范有关。降低孔隙率，提高致密度要着重从控制有害气体的产生和采取合理的工艺参数两个方面着手。
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瑞典一胜百8418图
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