电弧喷涂工艺在模具制造中的应用（二）

HEATS

　　3.2电弧喷涂材料

# b2 Z% u- m/ ^( c/ P) C+ _

　　电弧喷涂材料主要包括有色金属丝材(铝、锌、铜、镍等金属及其合金)、黑色金属丝材(碳钢，不锈钢)。目前，国内外试用2-3mm的粉芯丝材，在其中填充所需的合金粉末，以获得合金喷涂层。

　　(1)锌及锌合金

! k3 M: }5 \; H8 T5 M A5 X- H! m3 C* Z5 ~- L

　　锌为银白色金属，在大气或水中具有良好的耐腐蚀性，对钢铁基材还具有电化学保护作用。而在酸、碱、盐中不耐腐蚀，当水中含有二氧化硫时，它的耐腐蚀性能很差。在锌中加入铝可以提高喷涂后的耐腐蚀性能，因此目前大量使用Zn-A1合金喷涂材料。锌喷涂层已广泛应用于室外露天的钢铁构件，如水门闸、桥梁、铁塔和容器等。

) F9 i0 ^5 {2 N! N+ x l! g: G

　　(2)铝及铝合金

8 Y% k6 E! e8 _% i; w/ p7 K$ m" I1 {

　　铝用作防腐喷涂层时，作用与锌相似。它与锌相比，比重轻，价格低廉，在含有二氧化硫的气氛中耐腐蚀效果比较好。在铝及铝合金中加入稀土元素不仅可以提高涂层的结合强度而且可以降低孔隙率。铝还可以用作耐热喷涂层。铝在高温作用下，能在铁基体上扩散，与铁发生作用生成抗高温氧化的Fe3A1，从而提高了钢材的耐热性。铝涂层己广泛应用于贮水容器、硫磺气体包围中的钢铁构件、食品贮存器、燃烧室、船体和闸门等。

7 [) M1 Q% ?/ b w. i0 O! {

　　(3)铜及铜合金

% K4 {. h5 v3 q2 s

　　纯铜主要用作电器开关和电子元件的导电喷涂层及人像、工艺品、水泥等建筑表面的装饰喷涂层。黄铜喷涂层广泛用于修复磨损及加工超差的零件，修补有铸造砂眼、气孔的黄铜件，也可作为装饰喷涂层使用。铝青铜涂层的结合强度高，抗海水腐蚀能力强，并具有很好的耐腐蚀疲劳和耐磨性。主要用于喷涂水泵叶片、气闸阀门、活塞、轴瓦表面。

7 h8 B. @/ y2 ^

　　(4)镍及镍铬合金

　　镍合金中用作喷涂材料的主要为镍铬合金，这类合金具有很好的抗高温氧化性能，可在800℃高温下使用，是日前应用很广的热阻材料。镍铬涂层可以耐水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、氨、醋酸及碱等介质的腐蚀，因此，镍铬合金被大量用作耐腐蚀及耐高温喷涂层。例如，美国采用45CT(45%Cr、4%Ti，其余为Ni)丝材电弧喷涂锅炉管道取得了良好效果。

$ X, }2 R& ?4 J; Z. ?8 c# F . g3 n6 R* L5 x* p- v6 [

　　(5)碳钢和低合金钢

　　碳钢和低合金钢是广泛应用的电弧喷涂材料。它具有强度较高、耐磨性好、价格低廉等特点。电弧喷涂过程中碳和合金元素易烧损，易于造成涂层多孔和氧化物夹渣，使涂层性能下降，因此采用碳元素较高的碳钢，以弥补碳元素的烧损。

　　(6)粉芯丝材

. I$ p1 A) y4 a" ?6 P; _. w 7 T9 I8 ^9 _4 P

　　国内外已采用粉芯丝材作为电弧喷涂材料，我国已应用3Crl3、4Crl3、7Crl3等丝材作为耐磨喷涂材料，同时具有良好的抗高温稳定性。

' T( q$ Q8 B% P; G/ f

　　四、电弧喷涂工艺在模具制造中的应用

　　4.1金属喷涂制模法是模具快速制造的新技术

0 {* q4 }$ W6 D" m/ z/ m- {# g

　　电弧喷涂在模具制造中的应用主要体现在模具的快速制造，也可用于模具的修复。西安交通大学2003年通过鉴定的“金属喷涂快速模具制造技术及设备”成果，通过技术攻关，形成了以快速原型技术和金属电弧喷涂技术为核心的模具快速制造集成系统，并在企业成功地实现了成果转化。该成果将快速原型、金属喷涂以及电刷镀等技术有机结合，形成快速模具制造集成技术，其工艺过程包括：喷涂母模准备、基体处理、金属电弧喷涂、填充背衬材料、电刷镀等环节。