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分析引起涂层裂纹的主要原因有哪些
涂层龟裂涂层龟裂是指涂层表面或内部出现局部的小面积或封闭形的裂纹。引起涂层裂纹的主要原因有:
①喷涂层过热。在喷涂过程中,喷涂距离太小或喷枪移动的速度相对工件太慢,引起涂层局部过热,当涂层冷却后,由于应力作用在涂层表面产生裂纹。为避免过热而产生裂纹,在喷涂操作时要调整好喷涂距离和喷枪移动速度。
②涂层内裂纹与飞行中熔融粒子的状态有密切关系,当被加热到过热状态的粒子中含有气泡时,它撞击到基体表面时发生飞散现象,形成薄层状粒子,在热应力作用下,薄层状粒子会产生裂纹。为此,要确保喷涂材料基体表面无油、水、锈等污物,严防有害气体产生。另外,要调整好喷涂角度,尽可能减小熔融粒子的飞散。
③喷涂材料硬度高,抗裂性能差产生裂纹。所以,在满足涂层性能要求下,尽可能选用抗裂性好的喷涂材料。
④喷涂工件刚性大,工件表面有产生应力集中的严重缺陷,易产生裂纹。为此应尽可能消除基体表面较明显的应力源。
⑤喷涂层受到骤冷,易产生裂纹。为此要注意喷涂后的冷却速度,避免涂层骤冷。
⑥喷涂层厚度不均匀,涂层收缩率不均匀,易产生裂纹,故在喷涂操作时要注意喷枪移动速度以及送丝速度的稳定。
(3)涂层气孔当一些熔融粒子在同方向且平行地打击到基体表面上时,由于
“阴影效果”扁平状粒子之间的不完全堆积或在基体待喷涂表面的凹坑处含有空气或其他气体时形成气孔。涂层气孔的形成与喷涂前基体表面预处理及喷涂工艺不规范有关。降低孔隙率,提高致密度要着重从控制有害气体的产生和采取合理的工艺参数两个方面着手。
热喷涂层在凝固和冷却过程中,由于收缩会产生残余应力,而且涂层中内应力随涂层厚度的增加而增加,微信公众号:hcsteel这种内应力会导致喷涂层剥落。喷涂层随着厚度的增加,整个涂层之间的残余应力增大,黏结强度降低。因此在满足要求的条件下,尽可能降低涂层厚度,对于喷涂后要求进行加工的工件,要尽可能减少加工余量。当喷涂材料与基体的热膨胀系数不一致时,涂层冷却后,涂层与基体的收缩量不一致,形成残余应力,而热膨胀系数相差越大,这种趋势越大,故在选择喷涂材料时,在满足耐磨、耐蚀等性能要求下,尽可能选择与基体热膨胀系数相同或相近的喷涂材料。基体与涂层材料的化学成分相差