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表面强化成套技术输出
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耐磨涂层的制备技术交钥匙工程
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热喷涂技术中心
PTA
耐磨涂层的制备技术介绍
等离子弧粉末堆焊（又称“
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堆焊技术）作为表面强化技术的一项重要分支，通过在零件表面堆焊耐磨损耐腐蚀的合金粉末使零件表面获得优质性能。它具有高效、低稀释率、自动化程度高、堆焊用材料范围广等优点，在国内外已得到迅速发展和广泛使用。
PTA
原理及特点
PTA
堆焊原理
粉末等离子弧堆焊是以氢气等离子弧为热源，选用一定成分的耐磨损耐腐蚀合金粉末作为填充金属的特种堆焊工艺。堆焊时主要利用转移弧在工件表面产生熔池，合金粉末按需要量连续供给，在送粉气流作用下送入焊枪，并吹入电弧中。粉末在弧柱中被预先加热，呈熔化或半熔化状态，喷射到工件熔池里，在熔池里充分熔化，并排出气体和浮出熔渣。随着焊枪和工件的相对移动，合金熔池逐渐凝固，便在工件上获得所需的合金熔敷层。
PTA
堆焊特点
相比较其它通过形成冶金结合强化表面的堆焊技术，如氧乙炔火焰堆焊、焊条电弧堆焊等，粉末等离子弧堆焊具有突出的优点。
(1)
堆焊质量优良。等离子弧温度高、能量集中、稳定性好，在工件上引起的残余应力和变形小。
(2)
稀释率低。等离子弧堆焊的稀释率可控制在
5%
一
10%
，或更低。
(3)
可控性好。可以通过改变功率、改变气体的种类、流量及喷嘴的结构尺寸来调节等离子弧的气氛、温度等电弧参数，从而实现高效自动化生产，提高劳动生产率。
(4)
使用材料范围广。堆焊合金粉末作为熔敷材料，不受铸造、轧制、拔丝等加工工艺的限制，可依据不同性能要求配置不同成分的合金粉末，特别适用于那些难于制丝但是易于制粉的硬质耐磨合金，以获得所需性能的堆焊层。
等离子喷焊层与基体材料在焊层与基材界面上有明显的互溶区，基材存在一定深度的热影响区，是典型的冶金结合。等离子喷焊能量集中，冷凝速度较快，喷焊层呈树枝状结晶的金相组织。
喷焊层与基材间是冶金结合，一般无气孔和氧化物夹渣。喷焊层厚度范围大，最厚可达十几毫米，但喷焊层因热应力和熔池结晶过程中产生的组织应力，使高硬度材料喷焊层裂纹敏感性较强。
等离子喷焊一般配有喷焊机床，自动化程度高，适于规则、大批量零件的生产。
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耐磨涂层的制备技术简介
2005
年我中心开始
PTA
堆焊整套系统的研发，经过长达
4
年的积累，于
2009
年
6
月成功完成整套系统的设备、工艺和无磁粉末的研发工作。并于同年
10
月完成了该技术向胜利油田某机械加工厂的输出。目前该套系统运行稳定，给企业带来了巨大的经济效益。
图
1
为我中心设计制造的
PTA
堆焊系统。
图
1 PTA
堆焊系统
图
2
为该系统完成无磁钻铤耐磨涂层制备图。在生产实践中反映出该设备运行稳定，操控简单，堆焊层稀释率低、成形好、效率高、节约材料和加工量小。
图
2
无磁钻铤的耐磨涂层制备
针对
PTA
堆焊交钥匙工程，
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可提供如下支持和服务：
●
提供专用数控机床
●
提供专用等离子堆焊设备
●
提供焊层加工工艺方法
●
提供全套工艺操作培训
●
针对性开发提供非标配套焊粉
●
提供长期持续改进支持
