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根据喷涂和重熔的先后次序

，氧-乙炔焰粉末喷焊工艺可分为“一步法”和“二步法”
。

（1）“一步法”喷焊工艺

所谓“一步法”喷焊，是喷涂和重熔使用同一把喷枪，在一道工序内完成，即边喷边熔。

1）工艺程序

“一步法”喷焊的工作工艺一般按照下述程序进行

：

工件表面制备——工件预热——预喷保护层——从边缘开始局部加热——边喷边熔（按一定的路线边喷边熔前进，直至全部完成）——工件缓冷。

预喷保护层指的是先将整个工件表面上制备一层0.1~0.2 mm的合金粉末涂层，将工件保护起来，避免在喷焊过程中工件表面受热氧化。

2）工艺控制要点

工艺控制的关键是调整火焰和对工件加热温度的控制
。其操作要点如下
：

① 预热温度。火焰喷焊的预热火焰宜采用中性焰或微碳化焰，预热温度往往高于喷涂时的预热温度，一般为250~350 ℃，视具体材料而定
。

② 起始局部加热时火焰和温度控制
。宜采用柔和的中性焰，枪距压低到20~30 mm
，夹角为60~80°，将工件表面加热到500~600 ℃（呈暗红色），或保护层开始润湿
，即可开始边喷边熔
。在喷焊过程中，喷枪与工件表面的距离因喷枪的型号不同而有差异。用SPH-2/h喷枪喷焊距离一般在20~50 mm之间变动
，加热和熔融时为20 mm左右
，喷粉时为50 mm左右。

③ 边喷边熔时的温度和速度控制

。采用间隙式的喷涂和加热
，待局部区域达到要求厚度并熔融，呈现“镜面反光”后
，再向前均匀而缓慢地移动喷枪开始下一个相邻的局部区域的喷焊。整个喷焊的过程是喷
、熔交替，周期性地进行
，枪口沿喷焊面前移速度及送粉速率，应根据粉末的熔化情况和喷焊层厚薄而定，保证喷匀
、熔透
。

④ 冷却。由于自熔性合金的线膨胀系数较大
，塑性较差，因而在冷却时容易产生裂纹
。尤其在喷焊层较厚
，或零件较大时，基体淬透性较好时
，更易产生裂纹。因此，喷焊后更应该让零件均匀地缓冷，必要时应采取等温退火处理。

喷焊好的零件可以进行喷焊层的后加工。

“一步法”喷焊工艺特点
：

① 喷粉和重熔是交替或同时进行，粉末是直接喷入熔池的，所以要求粉末的粒度细
、分布比较分散。

② 输入工件的热量较低，对基体金属组织影响较小，工件变形较小。

③ 喷焊层的厚度可在较大范围内变化，一般为0.8~1.2 mm，很少超过2 mm

。

④ 工艺简单，操作灵活。

它的缺点是一般都采用手工操作，劳动条件差，生产率较低，喷焊层的均匀性和质量随操作者熟练程度而异

，不易稳定。用机械化操作喷焊层的成型较好，且质量稳定

。

“一步法”的应用范围

。小零件的表面保护性熔敷和修理；中型或大型零件的边角处的表面保护性熔敷及处理
；某些零件损坏甚至断裂后，可以进行局部修补和连接
。

（2）“二步法”喷焊工艺

所谓“二步法”，是喷涂和重熔分两道工序完成
，先喷涂涂层后对涂层进行重熔。

1）工艺程序

“二步法”喷焊的工艺一般按照下述程序进行
：

工件表面制备——工件预热——预喷保护层——喷涂——工件升温——重熔——工件升温或降温——二次喷涂——二次重熔——工件缓冷
。

“二步法”喷焊关键在喷涂和重熔两道工序
，以及全过程对工件温度的控制。

2）喷涂

宜采用大功率两用枪（SPH-E型枪或SPHT-6/h
、SPHT-8/h）或大功率喷涂枪（SPH-E2000型喷枪）进行喷涂，使得有较高的喷涂效率
。

喷涂时宜采用中性焰，喷涂距离一般为100~200 mm
。喷枪型号不同，喷涂距离也不同。SPH-4/h型喷枪的喷涂距离约为100~150 mm，SPH-6/h型喷枪的喷涂距离为200 mm。为了保证涂层厚薄均匀和获得较好的结合强度
，每次喷粉厚度0.1~0.2 mm为宜。要获得较厚的涂层，可采用多次喷粉的办法。一般喷焊层的厚度以不大于1.5 mm
。含有碳化钨的合金粉末，因重熔比较困难，涂层不宜偏厚，一般不超过0.5 mm。对磨损深度大于1.5 mm的零件，则可通过多次喷粉和重熔达到，在整个喷焊过程中，工件的温度应保持350 ℃左右
。如果温度迅速下降，则涂层易产生龟裂和剥落。工件较大，喷焊时间较长时
，可采用其它方法辅助加热。

喷涂过程中，喷枪的移动与喷涂工艺参数要相匹配，移动要均匀
，以保证整个喷焊层的厚度均匀一致，在平面零件喷粉时
，喷嘴与喷涂平面的角度最好在60°~80°之间。

3）重熔

在“二步法”喷焊工艺过程中
，重熔是一道关键的工序。重熔操作是把喷涂层加热到固

、液相之间的温度范围

，使原来比较疏松多孔的涂层变成连续致密的熔敷层，与基材之间达到完全的扩散结合或微冶金结合。

重熔要在喷粉后工件温度尚未降低时立即进行，这样一方面可减少热量损失，另一方面可以减少因冷却和重复加热导致涂层脱壳的产生。

重熔按其加热方法
，有感应重熔、炉中重熔和火焰重熔等多种形式
。近几年来
，又发展了激光重熔技术。

高频感应加热重熔的加热方式与高频淬火相似，具有速度快，对工件基体热影响小的特点，是一种较为理想的重熔工艺。

炉中重熔适用于难以用其他方法重熔的大型工件。重熔时应严格控制炉温，一般控制在合金固相线以上10 ℃，最高不能超过合金固相线以上30 ℃。以某种镍基自熔性合金粉为例，其固相点为1035 ℃，液相点为1280 ℃，则炉温应控制在1045~1065 ℃之间。在这个温度范围内，合金约有60%~80%液相和20%~40%固相，此时有足够的粘度，不致于流淌。

在炉中重熔，工件升温较慢。在一般情况下，重熔是在保护气氛中完成的，它能保护工件表面避免产生高温氧化。

火焰重熔：设备简单，使用灵活，应用最广泛
。在火焰重熔时，一般采用重熔枪，操作时应注意如下几点

：

重熔枪应有足够的火焰能量，一把不够时，需增一
、二把辅助枪。火焰重熔时，因火焰气体的保护性不好
，所以应特别注意从700 ℃至重熔完毕的时间不应超过20 min
。如果在700 ℃以上停留时间过长，涂层因高温氧化
，超过自熔性合金的脱氧能力
，粉末会“发渣”自熔性变坏，甚至重熔无法继续进行；

重熔火焰宜采用中性焰，喷嘴距工件不宜过近，一般约40 mm
，薄件宜稍远，厚件可稍近；

重熔不可以在工件的端部或边缘处开始，应从距离端部或边缘约30 mm处开始
；

重熔过程中，温度的控制很重要，重熔温度与粉末的熔点一般在1000 ℃左右，凭经验控制，当喷焊表面发现‘镜面’反光时，说明粉层已熔化
，重熔温度已达到。若重熔温度过低，熔渣不易浮出表面
，喷焊层不能与基材实现良好的结合，冷却后易开裂
，硬度不均且偏低。温度过高，熔化层溢流，出现波浪状
，影响表面平整

。

激光重熔
，激光的能量密度大，可作为重熔的热源，激光重熔对工件基体的热影响小
，工件变形也小，能获得性能优异的涂层。但需有大功率激光器。

重熔后再需喷粉的工艺。重熔后喷焊层厚度将会收缩，其收缩量随着粉末的不同而不同，一般收缩量为25％
，例如重熔后发现加工余量不够需补喷粉时
，应注意预热温度
。此时表面上存在的是氧化镍而不是氧化铁，若预热温度为250 ℃或略高些，则粉末中的硼、硅元素在此温度下无法使氧化镍还原，必须把预热温度提高到670~700 ℃时，然后进行喷粉，才能成功
。

冷却和喷焊层后的加工
：重熔结束后
，应让工件自行缓慢冷却。易淬火的基体，在冷却过程中

，应防止由于组织相变而开裂。对于这种材料一般要采用等温退火处理，若合金的线膨胀系数与基体的相差较大，更应采取缓冷措施
，如采用在石棉粉中

，或在炉中缓冷
。

薄件在喷焊过程中易产生变形

，则可趁工件尚未完全冷却的热态下进行整形校正。如果冷却后整形

，则喷焊层易开裂。

4）工件冷却

涂层重熔后温度较高，由于合金脆性大，在冷却过程中会产生较大的收缩力
，导致喷焊层龟裂
。尤其对材质特殊
、形状复杂的工件及喷焊层较厚时
，应采取缓冷措施，避免产生裂纹。

一般低碳钢、中碳钢工件

，自然空冷即可
。刚性大
，形状复杂的工件
，以及高碳钢
、高锰钢、热锻模具钢等材质工件
，重熔完毕后可用石棉布裹起来，或覆盖干燥的加热到100 ℃以上的石棉粉进行缓冷
。亦可放入炉中缓冷。这一类型工件在重熔过程中就应采取相应的保温和缓冷措施

。

18-8型奥氏体不锈钢在430~480 ℃间缓冷时会在晶间析出碳化铬
，使合金抵抗晶间腐蚀能力下降
，因而重熔后应将工件放在860~900 ℃左右的电炉或保护气氛炉内
，作稳定化处理。对于空冷硬化工具钢或马氏体不锈钢等工件
，从奥氏体冷却转变为马氏体组织时，会产生相变膨胀
，在缓冷时也易产生裂纹
，因此需要在保温炉内进行等温回火处理，以控制组织结构的改变，炉内温度700~800 ℃，保温8小时，然后缓冷。