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工程机械零部件长效防护
先进涂层技术通常是利用外在热源或材料自身的反应生成热:如电弧、等离子体、爆燃焰流、激光束等,将粉末状或丝状金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态,高速喷射到基体表
技术介绍
技术编号:T2019070006
成熟度:生试阶段
来源地:中国
合作方式:委托开发、其他
合作价格:面议
专利:有
交付形式:产品
所属领域:机械电子、材料科技
此技术可用于:复合材料、表面处理、功能材料、大型设备|机电设备|重工业、汽车|摩托车|轨交|船舶、航海|航空|航天研究与制造、加工制造、发电|供电设备、石油|石化|化工、军工

方案描述

技术详述

一、技术背景     

随着现代工业的迅速发展,对机械工业产品提出了更高要求,要求产品在高参数(如高温、高压、高速)、高度自动化和极端条件 (如平装本的磨损和腐蚀) 下长期稳定运行(国外先进涂层的应用绝大多数是针对这些场合),这就必然对机件表面的耐磨、耐蚀等性能的要求日益苛刻,因此就对材料表面的性能要求越来越高,也就对材料的表面工程技术提出了越来越高的要求。材料表面工程技术涉及机械工程、半导体工程、化学工程、能源工程、航空航天工程、建筑工程等诸多工程领域,它经过20多年的发展已成为一门新兴的、跨学科的、综合性强的先进基础与工程技术,形成了当今技术革新与技术革命发展的重要因素,并伴随着工艺的不断革新和新工艺的出现,工程应用不断扩大。

先进涂层及薄膜技术是材料表面工程技术领域中的一个重要部分,在现代工业生产及新材料的开发中发挥着十分重要的作用。例如:各类机械设备与仪器仪表,在使用过程中或因受到气、水及某些化学介质的腐蚀,或因相对运动而产生磨损,或因温度过高而发生氧化,或因接触高温金属或其它熔体而被侵蚀,这些因素都会使机件表面首先发生破坏或失效。如在汽车变速箱的从动齿轮表面喷金属钼涂层,使表面硬度HV可达700-1000,大大提高齿轮的耐磨寿命。在冶金工业中的轧辊,全国每年在钢铁系统报废的轧辊约6万吨,经济损失在9亿元以上,通过喷涂处理可使其寿命得到提高2倍以上,并可提高薄板的质量,可以大大减少连续生产过程中的检修、抢修,延长大型部件的使用寿命,经济效益十分明显。

电力行业:火电厂锅炉的“四管”常因高温腐蚀和煤灰冲蚀而减薄。若造成爆管泄露事故,不但对电厂的安全造成威胁,而且会增加电厂临时检修和大修的工作量,带来巨大的经济损失。通过喷涂耐磨、耐蚀的Ni-Cr,Fe-Cr-Al,可使锅炉的使用寿命提高6-10倍。 

二、技术原理     

先进涂层技术通常是利用外在热源或材料自身的反应生成热:如电弧、等离子体、爆燃焰流、激光束等,将粉末状或丝状金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态,高速喷射到基体表面形成具有各种功能的表面涂层。现代高能喷涂技术,其喷枪出口温度>10000℃ ,焰流喷射速度达3000米/秒。从理论上讲,高温及高动能使得世界上已知的所有物质都可以采用高能喷涂的方法制备成涂层。     

先进涂层是一门赋与材料及其零部件表面特定性能、提升材料的使用价值、延长零部件使用寿命的技术。它亦是一门共性技术,在国民经济各领域,国防及尖端工业中涂层技术无处不在。

三、应用场景    

1) 先进机械工程涂层材料及制备技术:主要包括长效防腐涂层、耐磨涂层、耐高温氧化涂层、橡胶弹性体涂层、工模具涂层等机械工程用先进涂层材料与技术。    

2) 特殊功能涂层材料及制备技术:主要包括薄膜涂层电子封装复合材料、陶瓷表面金属化、太阳能用半导体与光学薄膜、热障涂层、防火花涂层等特殊功能涂层及其制备技术。   

3) 零部件的修复与装备再制造技术:主要针对装备在使用过程中的表面磨损致使尺寸超差、表面性能降低等进行修复和再制造。   

4) 基于先进涂层技术的关键零部件制造:主要是利用高能喷射技术直接制备出一些高熔点、难加工材料的关键零部件以及大型薄壁异形构件、CVD技术制备无支撑厚膜部件等。

技术优势

1)由于热源的温度范围很宽,因而可喷涂的涂层材料几乎包括所有固态工程材料: 金属及其合金、金属间化合物、陶瓷及其金属陶瓷、橡胶弹性体及高性能塑料上述材料组成的复合物。因而能赋予基体以各种功能(如耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化、绝缘、隔热、生物相容、红外吸收等)的表面。

2)喷涂过程中基体表面受热的程度较小而且可以控制,因此可以在各种材料表面上制备涂层(如金属、陶瓷、玻璃、布匹、纸张、塑料等),并且对基材组织和性能几乎没有影响,工件变形也小。

 

效果指标

本技术已经研究和应用的很成熟,已到了推广应用阶段。

案例详述

目前应用例子有:

1) 中联重科道路清扫车和洒水车水箱,采用先进涂层技术,实现罐体耐淡水腐蚀120年;

2) 国内首条具有完全自主知识产权的中低速磁浮线路-长沙磁浮快线,全线路道岔钢结构采用长效防腐技术,实现大气环境下耐腐蚀50年;

3) 大飞机起落架采用硬质耐磨涂层,实现飞机平稳安全降落,极大提高了使用寿命;

4)高速列车避震杆采用耐磨涂层,极大提高使用寿命。

 

适用对象

本技术适用于钢铁冶金,机械制造业(包括机械、化工、医药等)和轨道交通等领域。

联系方式:0546-7051969


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