电弧喷涂 (ASP)

电弧喷涂 (ASP)

电弧喷涂 (ASP) 是一种高生产率的热喷涂工艺，它以两根连续送进的金属丝之间产生的电弧作为热源。

工作原理

• 送丝： 两根作为电极的导电金属丝从线轴上通过电弧喷枪的导流嘴连续送进。

• 汇合： 两根金属丝在喷枪前端以微小的角度交汇。

• 起弧： 将直流电施加到金属丝上。随着它们的尖端相互接近，发生短路并建立起温度高达 4,000–6,000°C 的电弧。

• 熔化： 电弧产生的热量连续不断地将金属丝的尖端熔化。

• 雾化与转移： 压缩空气或惰性气体通过电弧后方的喷嘴喷出。它将熔化的金属雾化成大小约 10–100 μm 的微小液滴，并加速喷射到基体表面。

• 涂层形成： 颗粒撞击经过预处理的组件表面，形成典型的层状微观结构。

电弧喷涂的优点

• 生产率高： 沉积率高达 10–30 kg/h，远高于等离子喷涂 (APS)、火焰喷涂 (FS) 和超音速火焰喷涂 (HVOF)。

• 成本效益高： 耗材成本极低。该工艺只需要电和压缩空气，无需使用氩气或氢气等昂贵的气体。

• 移动性强： 设备紧凑，可轻松部署在现场对大型结构进行施工作业。

• 结合强度高： 由于液滴温度高，其附着力优于传统的火焰喷涂。

• 伪合金涂层： 送入两根不同的金属丝（例如铜和钢），可以在喷涂过程中直接制备独特的复合涂层。

缺点与局限性

• 仅限导电材料： 该工艺不能用于喷涂纯陶瓷或塑料。原料必须具有导电性，并且有线材形式供应。

• 氧化和元素烧损： 使用压缩空气会导致氧化物含量较高——可达 10–20%。碳和硅等合金元素也可能会损耗。

• 孔隙率高： 典型的涂层孔隙率在 5% 到 12% 之间，除非使用封闭剂，否则会降低耐腐蚀性。

• 热输入量大： 组件的受热程度可能比等离子喷涂 (APS) 更高，因此需要严格控制喷涂距离并进行有效冷却，以防止组件变形。

应用领域

• 牺牲阳极防腐保护： 在桥梁、输电塔、船舶和储罐上涂覆热喷涂铝 (TSA)、热喷涂锌 (TSZ) 或锌铝涂层。

• 修复和尺寸恢复： 在轴承座、轴和滚筒上涂覆耐磨的钢和青铜涂层。

• 汽车零部件修复： 在气缸体和曲轴颈上涂覆耐磨涂层。

• 电气应用： 在绝缘体表面进行镀铜或镀铝，以形成导电层。