热喷涂的工艺特点在于涂层材料通过热源(例如等离子火焰)熔化,并通过气流旋转喷涂到部件上。液体颗粒在与表面接触时突然凝固并出现分层,从而进行喷涂涂层。通过基于粉末的大气热喷涂,几乎可以对所有材料进行加工。该涂层的光谱范围从热塑性塑料、金属和碳化物,到陶瓷层。铁基涂料具有所需的摩擦学性能,可作为线材或粉末使用。线电弧喷涂,等离子体转移电弧(PTWA)和旋转单线(RSW)是电线涂层工艺的实际案例。
为了确保喷涂施工人员在施工的过程中能有效的将热喷涂金属涂层厚度控制在设计和合同要求的厚度范围内,车间技术工人在项目开工前,都要在废构件或试板上,反复进行金属热喷涂试验和训练,这个过程耗时耗力,有了涂魔师热喷涂涂层测厚仪,喷涂施工人员就能够通过喷涂过程控制,有效的控制热喷涂涂层的厚度。并且在热喷涂金属涂层施工过程中,检验员或涂装施工人员能及时按照线测量和点测量的方法检测涂层厚度,发现涂层厚度不符合要求,及时进行修正。
来自瑞士苏黎世应用科学大学(ZHAW)的研究人员,近年已成功研发出技术先进的“实时非接触式无损涂层测厚系统”——涂魔师,它采用光热法技术,能够安全、简单、快速且精确测量热喷涂层厚度,帮助企业提高效率,保证产品质量,减少材料消耗,节省生产成本。
仍未加工的热喷涂涂层厚度必须符合较小的容差范围。任何偏离指定容差的情况都可能导致后续加工工艺中珩磨工具的再次加工和直接销毁。
在工艺前期无损测量涂层厚度,可以省去生产线上任何后续处理步骤,例如涂层厚度过低。对于粗糙的喷涂表面,传统涂层厚度测量仪器具有低重复性和精度,因此不适合进行质量监管。通过显微镜测厚方法进行抽样检查是非常耗时的,并且无法对涂层进行无缝且无损测厚。相反,来自瑞士的涂魔师高精度热喷涂涂层测厚仪能快速精准测量热喷涂涂层厚度。结果显示,即使在高粗糙度情况下,也能实现1%~2%的高重复精度,测量时间甚至能在一秒内。因此,在批量生产中也可以测试每个孔的多个测量点。
涂魔师无损测厚技术基于光热法测量原理。涂魔师的测试光源将待测涂层表面短暂加热,温度上升约几摄氏度。它是根据涂层与基材储热系数的差异准确定量测出热喷涂层的膜厚。
案例一与显微镜破坏式测厚对比研究
公司:瑞士Oerlikon(欧瑞康,致力于机器设备和系统工程的全球闻名高科技公司)
样品:尺寸约为10mm X 50mm的热喷涂金属长条
样品种类:a.只有粘结层;b. 粘结层+面层
步骤一:使用显微镜破坏式方法测试涂层厚度,并记录数据。
步骤二:使用“涂魔师非接触式无损测厚系统”测试涂层厚度。分别在每个样品的左、中、右三个位置进行测量,且每个位置重复测量三次。
样品种类 | 样品编号 | 各涂层厚度(微米) | |
显微镜破坏式测试 | 涂魔师非接触式无损测厚(左/中/右) | ||
只有粘结层 | 18C0429 | 89 | 94.34/86.2/87.5 |
19C0036 | 53 | 52.48/58.74/59.9 | |
19C0039 | 52 | 57.44/65.14/53.6 | |
粘结层+面层 | 19C0037 | 53+170=223 | 223.9/225.88/219.42 |
19C0041 | 52+300=352 | 346/350.08/330.68 | |
18C0431 | 95+330=425 | 412.04/417.84/417.32 |
上述研究结果:“涂魔师非接触式测厚系统”的标准偏差小于1%,并且其测量结果与使用显微镜破坏式测厚法的结果相关性非常高。
案例二 隐蔽位置涂层测试
应用:将缸发动机曲轴箱内的8个传统灰铸铁镶件更换为热熔喷涂铁基涂层。
方案:使用涂魔师测厚系统,并将其插入到气缸孔中(上孔切开)
好处:
1. 轻松精确测量出在圆周和缸内深度的任何位置的涂层厚度。
2. 可以在圆柱表面的规定位置处测量涂层厚度测量,检查珩磨涂层和精镗孔的同心度,从而轻松校正确定不对称性。
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