热喷涂焊接技术 上PDF电子书下载

第一章概论 1

1—1发展材料表面防护和强化技术的意义 1

目录 1

1—2热喷涂（焊）技术在材料表面防护和强化技术中的地位 2

1—2.1材料表面防护和强化方法概述 3

1—2.1.1化学热处理法 3

1—2.1.2化学气相沉积法 3

真空蒸汽沉积涂层 4

离子涂层 4

1—2.1.3物理气相沉积法 4

溅射涂层 5

离子涂层、溅射涂层的特点和应用 5

状况 5

1—2.1.4电镀和化学镀法 7

电镀 7

刷镀 7

化学镀 8

1—2.1.5气焊和电焊法 9

1—2.1.6热喷涂（焊）法 10

1—2.2热喷涂（焊）技术与其它方法的比较 10

1—2.3热喷涂（焊）技术的特点 14

1—3热喷涂（焊）技术发展历史 15

1—3.1名词的由来 15

1—3.2技术的定义 16

1—3.3设备的发展 18

1—3.4材料的发展 20

1—3.5技术的发展 21

1—4热喷涂（焊）方法概述 25

1—4.1气体燃烧法 25

1—4.1.3氧乙炔焰粉末喷涂（焊）法 26

1—4.1.2氧乙炔焰棒材喷涂法 26

1—4.1.1氧乙炔焰丝材喷涂法 26

1—4.2液体燃烧法 27

1—4.3电弧加热法 27

1—4.3.1电弧丝材喷涂法 27

1—4.3.2等离子弧粉末喷涂（焊）法 28

1—4.3.3等离子弧棒材喷涂法 29

1—4.3.4等离子弧丝材喷涂法 29

1—4.4爆炸喷涂法 30

1—4.4.1氧乙炔焰粉末爆炸喷涂法 30

1—4.4.2脉冲放电丝材爆炸喷涂法 33

1—5热喷涂（焊）方法的比较 34

1—6我国热喷涂（焊）技术现况 39

1—6.1材料 40

1—6.2设备 41

1—6.3应用 42

1—6.4展望 43

第二章氧乙炔焰丝材喷涂技术 45

2—1纯金属及合金喷涂丝 46

2—1.1锌及锌合金喷涂丝 46

2—1.2铝及铝合金喷涂丝 47

2—1.3铜及铜合金喷涂丝 50

2—1.4锡及锡合金喷涂丝 52

2—1.5铅及铅合金喷涂丝 53

2—1.6镉喷涂丝 54

2—1.7镍及镍合金喷涂丝 55

2—1.7.1镍—铬合金喷涂丝 55

2—1.7.2蒙乃尔合金喷涂丝 56

2—1.8钼喷涂丝 58

2—1.9铁及铁合金喷涂丝 58

2—1.9.1普通碳钢喷涂丝 58

2—1.9.3不锈钢喷涂丝 60

2—1.9.2低合金钢喷涂丝 60

2—1.9.4耐热铁—铬—铝合金喷涂丝 61

2—1.9.5含钇的铁基耐热喷涂丝 65

2—2复合喷涂丝 67

2—2.1放热型喷涂材料 69

2—2.1.1镍铝复合喷涂丝 69

2—2.1.2其它含铝型喷涂丝 72

2—2.2自结合一步涂层材料 74

2—2.2.1自结合“不锈钢”复合喷涂丝 74

2—2.2.3铜—铝复合喷涂丝 75

2—2.2.2镍—铝—钼复合喷涂丝 75

2—2.3其它类型的喷涂丝材 76

2—2.3.1锌—铝复合喷涂丝 76

2—2…3.2铝—铅复合喷涂丝 76

2—2.3.3铁基复合喷涂丝 77

2—2.4粉末粘合型复合喷涂丝 77

2—2.5陶瓷及金属陶瓷型复合喷涂丝 79

2—2.5.1纯陶瓷棒 79

2—2.5.2金属陶瓷棒 81

2—3丝材火焰喷涂工艺中的若干问题 81

2—3.1氧和乙炔比例的影响 82

2—3.2压缩空气的作用与喷涂距离的选择 85

2—3.3丝材直径与进丝速度的影响 88

2—3.4喷射角的影响 91

2—3.5其它因素的影响 92

2—3.5.1涂层材料本性的影响 92

2—3.5.2基体材料特性的影响 94

2—3.5.3喷前表面处理的作用 95

2—3.5.4环境条件的影响 95

2—3.5.5预热基体与冷却涂层的作用 96

2—3.5.6工件表面状态的作用 97

2—3.5.7移动工件的作用 98

2—3.6.1喷涂距离的影响 99

2—3.6丝材喷涂中的金属损耗 99

2—3.6.2压缩空气压力的影响 100

2—3.6.3氧压的影响 100

2—3.6.4喷射角的影响 100

2—3.6.5工件表面温度的影响 101

2—3.6.6表面组糙度的影响 101

2—3.6.7丝材直径的影响 102

2—3.6.8喷涂方式的影响 102

2—3.6.9进丝速度的影响 102

2—3.6.12基体材料的影响 103

2—3.6.10使用燃气类型的影响 103

2—3.6.11工件表面形状与尺寸的影响 103

2—3.6.13喷涂设备的影响 104

2—3.6.14操作者技术水平的影响 104

2—3.7关于基体表面的喷涂强化效应 105

2—3.7.1涂层粒子的扁平度 106

2—3.7.2喷涂粒子的硬度 106

2—3.7.3喷涂金属的收缩率 108

2—3.7.5表面后处理造成的过热 109

2—3.7.6各种影响因素的综合作用 109

2—3.7.4关于热影响 109

第三章氧乙炔焰粉末喷涂（焊）工艺 115

3—1概述 115

3—1.1定义 115

3—1.2喷涂与喷焊的区别 116

3—1.3喷涂（焊）设备 117

3—2喷焊工艺 118

3—2.1喷焊前的准备工作 118

3—2.1.1待喷工件表面的预处理 118

粉末喷焊枪的选择 119

测量及常用工具的准备 119

3—2.1.2工具的准备 119

旋转工具的准备 120

3—2.1.3供喷焊用的粉末 120

3—2.1.4焊层厚度设计 121

3—2.2喷焊 121

3—2.2.1喷焊二步法工艺 122

预热 122

喷粉 124

重熔 129

缓冷 131

预喷粉 132

喷粉重熔 132

3—2.2.2喷焊一步法工艺 132

预热 132

缓冷 133

3—3喷涂工艺 133

3—3.1喷涂前的准备工作 134

3—3.1.1待喷面的预处理 134

3—3.1.2工具准备 134

3—3.1.3供喷涂用的粉末 134

3—3.1.4涂层厚度 134

3—3.2.2组糙表面 135

3—3.2喷涂工艺 135

3—3.2.1预热 135

3—3.2.3喷过渡层粉末 136

3—3.2.4喷工作层粉末 137

3—3.2.5缓冷 137

第四章粉末和喷涂（焊）层性能检验 138

4—1金属粉末物理工艺性能检验 138

4—1.1粉末颗粒形态的观测 138

4—1.1.1粉末颗粒形貌的观测 138

4—1.2.1筛分析 139

4—1.2 粉末粒度的分析 139

4—1.1.2粉末颗粒内部形态的观测 139

4—1.2.2亚筛分析 140

沉降天平法 140

库尔特计数器 141

光透过法 142

淘洗法 142

4—1.3比表面积的测定 143

4—1.3.1气体吸附——容量法 144

4—1.3.2气体吸附——色谱法 144

4—1.3.3气体透过——费氏法 145

4—1.4.1粉末真密度的测定 146

4—1.4粉末密度的测定 146

4—1.4.2松装密度的测定 147

4—1.5粉末的流动性能 147

4—1.6粉末颗粒硬度的测定 147

4—1.7熔点的测定 148

4—1.7.1时间温度法 148

4—1.7.2反速度法 148

4—1.7.3速度曲线法 148

4—1.7.4推导示差曲线 148

4—2.1.1涂层剥离称量法 149

4—2喷涂、喷焊层性能的测定 149

4—2.1 喷涂层的表观密度和孔隙度的测定 149

4—2.1.2直接称量法 150

流体静力称量法 150

称量法 151

4—2.2喷涂、喷焊层硬度的测定 151

4—2.2.1布氏硬度 151

4—2.2.2洛氏硬度 152

4—2.2.4划伤硬度 155

比氏划伤硬度 155

4—2.2.3维氏硬度 155

赫夫曼划伤硬度 157

4—2.3磨损试验 157

4—2.3.1磨料磨损试验 158

固定磨料的磨损试验 158

不固定磨料的磨损试验 160

4—2.3.2腐蚀磨损 161

4—2.3.3耐蚀性能 161

4—2.4膨胀系数的测定 162

4—2.5.1抗拉强度 164

4—2.5喷涂、喷焊层的力学性能的测定 164

4—2.5.2结合强度 166

法向结合强度的测定 166

切向结合强度的测定 169

4—2.5.3弯曲性能 173

第五章热喷涂用复合粉末材料 175

5—1发展概况 175

5—2特征评述 178

5—2.1包覆型复合粉 178

5—2.2并合型复合粉 179

5—2.3复合粉优点 179

5—3.1.1 气相沉积法 180

5—3.1包覆型复合粉的制备 180

5—3制粉技术 180

热分解法 181

置换反应 182

氢还原 182

化合物沉积 182

5—3.1.2液相沉积 183

5—3.1.3固相沉积 184

5—3.2并合型复合粉的制备 185

5—3.2.1固相团聚法 186

5—3.2.4其它方法 188

5—3.2.2雾化法 188

5—3.2.3烧结—破碎法 188

5—4复合粉的性能评价 189

5—4.1化学成份 189

5—4.2物理性能 190

5—4.2.1粉末形貌 190

5—4.2.2粒度组成 190

5—4.2.3金相检查 190

5—4.3.2粉末的流动性 191

5—4.4粉末的热化学性能 191

5—4.3.1粉末的松装比重 191

5—4.3粉末的工艺性能 191

5—5复合粉的涂层功能 194

5—5.1自粘性涂层 204

5—5.1.1粘结底层 204

5—5.1.2放热反应 205

5—5.1.3自粘性材料的涂层功能 205

5—5.1.4自粘一步复合粉 206

5—5.2耐磨损涂层 207

5—5.6机件间隙控制涂层 218

5—5.5恢复尺寸涂层 218

5—5.4电绝缘涂层 218

5—5.3耐热抗氧化涂层 218

5—6 自粘性复合粉的放热机理与涂层冶金学 220

5—6.1 Ni—Al粉的放热过程 220

5—6.2喷涂条件下的热化学行为 222

5—6.3 Ni—Al粉的放热反应类型 224

5—6.4 Ni—Al复合粉涂层的冶金学 225

5—7复合粉的喷涂工艺 226

5—7.1喷涂工艺 227

5—7.2涂层的物理性能 227

5—7.3涂层的工程性能 227

6—2.1概述 233

6—2自熔合金粉末 233

第六章热喷涂（焊）用粉末材料 233

6—1热喷涂（焊）粉末材料分类 233

6—2.2技术要求 237

6—2.3制造工艺 239

6—2.3.1概述 239

6—2.3.2雾化制粉的基本原理 240

6—2.3.3雾化制粉工艺设备 242

气喷水冷雾化制粉工艺与设备 242

液体雾化法 243

气喷气冷雾化制粉工艺 243

6—2.4.1国外主要自熔合金粉末系列 244

6—2.4成份、性能、用途 244

6—2.4.2国内自熔合金粉末系列成份与性能 250

6—2.5自熔合金粉末分类 250

6—2.5.1镍基自熔合金粉末系列 250

镍硼硅（Ni—B—Si）系列 250

镍铬硼硅（Ni-Cr-B-Si）系列 256

6—2.5.2钴基自熔合金粉末 259

6—2.5.3铁基自熔合金粉末 260

6—2.5.4含碳化钨自熔合金粉末 261

6—2.5.5铜基自熔合金粉末 262

6—3喷涂用工作层粉末 264

6—3.1一般工作层粉末 264

6—3.2一步涂层粉末 265

6—4组合型热喷涂（焊）粉末 279

6—5热喷涂陶瓷材料 284

6—5.1氧化物陶瓷涂层 284

6—5.1.1氧化铝 285

6—5.1.2氧化锆 285

6—6塑料 295

6—5.3金属陶瓷涂层粉末 295

6—5.2氧化物棒料 295

6—6.1热塑塑料 296

6—6.2热凝塑料 296

6—7涂层密封剂 296

6—7.1塑料密封剂 297

6—7.2石蜡密封剂 297

6—7.3无机密封材料 298

第七章技术和基础理论研究 299

7—1粉末 299

7—1.1塑性范围 299

7—1.2.1热膨胀系数的测定 300

7—1.2热膨胀系数 300

7—1.2.2多层涂层 304

7—1.3 相变 304

7—1.4粒度 307

7—2相图的研究 308

7—3 结合机理 310

7—3.1机械结合 310

7—3.2物理结合 311

7—3.3化学或冶金结合 311

7—3.3.2喷涂层的显微冶金结合 312

7—3.3.1喷焊层的冶金结合 312

7—3.3.3喷涂层的化学结合 313

7—3.4其它结合机理 314

7—4工艺 315

7—4.1工件表面预处理 315

7—4.1.1表面清洁处理的作用 315

7—4.1.2表面粗糙处理的作用 315

7—4.1.3表面处理对工件疲劳寿命的影响 317

7—4.2.2对粉末冷却速率的影响 319

7—4.2.3对涂层结合强度的影响 319

7—4.2.1对涂层内应力的影响 319

7—4.2工件预热 319

7—4.3喷涂参数 322

7—4.3.1喷涂参数对粉末沉积率的影响 322

7—4.3.2喷涂距离与粉末速度、粉末温度的关系 323

7—4.3.3喷涂距离对涂层性能的影响 324

7—4.3.4粉末速度对涂层性能的影响 325

7—4.3.5喷涂气氛对涂层性能的影响 327

7—5涂层结构、性能 328

7—5.1层状结构 328

7—5.2多孔结构 330

7—5.3各向异性 333

7—5.4涂层强度 334

7—5.4.1涂层强度的名词解释 334

7—5.4.2高强度涂层和薄涂层的强度检验工作 335

7—5.4.3涂层厚度对结合强度的影响 336

7—6无损检验 337

7—6.1染色渗透技术 337

7—6.2 x—光或γ—射线探伤技术 338

7—6.3超声波检验技术 338

7—6.3.1检验涂层缺陷 338

7—6.3.2检验涂层结合强度 339

7—6.4全息干涉量度技术 340