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    合金管高速電弧噴涂技術和一次搪燒法

    合金管高速電弧噴涂技術和一次搪燒法

    合金管高速電弧噴涂技術和一次搪燒法

    209鋼管表面成功制備了搪瓷層。確定了制備外觀平整光滑、光澤度好、無明顯缺陷的搪瓷層制備工藝。研究了不同燒結溫度和保溫時間對無打底層、FeCrA l打底層制備的搪瓷層組織結構和性能的影響。利用X-射線衍射儀(XRD分析了搪瓷層的物相結構、利用掃描電子顯微鏡(SEM分析了不同工藝制備試樣截面的顯微結構、利用能譜儀(EDS分析了界面結合處元素分布情況。選擇和設計了一系列試驗方案、測試了不同工藝條件下制備搪瓷層的耐熱震性能、耐高溫鹽性腐蝕性能、硬度及耐磨性。試驗結果表明:有無打底層,合金管高速電弧噴涂技術和一次搪燒法采用高速電弧噴涂技術和一次搪燒法。不同燒制工藝參數(燒結溫度、保溫時間)對搪瓷層的表面形貌、搪瓷層與基體結合密著性、微觀形貌,性能都有重要的影響,因此可以通過優化上述工藝參數來制備性能優異的搪瓷層。

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        最終確定,FeCrA l打底層,燒結溫度840℃,保溫4min制備出搪瓷層比較成功,合金管搪瓷層外觀平整光滑,光澤度好,打底層與搪瓷層及基體界面結合致密,其耐熱震溫度為440℃,沒有打底層試樣耐熱震溫度為420℃;高溫涂鹽腐蝕試驗中,試樣不連續腐蝕80小時后,有打底層試樣耐腐蝕性能為沒有打底層試樣的4倍;有打底層硬度為HV686沒有打底層試樣硬度為HV654;載荷200N磨損60min后,打底層試樣耐磨性為無打底層試樣的3倍。隨著我國國民經濟的不斷發展,人民的生活水平也得到很大的提高。但同時出現了環境污染和能源緊缺的問題,充分合理地利用資源可以減少能源的浪費。換熱管作為一種新型的傳熱元件,具有較高的傳熱效率,余熱的回收利用、能源的節約、成本的降低等方面發揮了越來越重要的作用。換熱管在使用過程中會受到腐蝕尤其是酸性物質的腐蝕,搪瓷具有耐酸腐蝕的性能,可以用于換熱管的保護層。本文研究了用于異形換熱管上的耐酸搪瓷。由于換熱管是螺旋狀的形狀比較復雜,涂搪比較麻煩,所以要盡量減少涂搪次數,簡化涂搪工藝。本實驗采用了底面合一的瓷釉,依據用戶各項技術指標的要求,設計了搪瓷的基本配方,計算了該配方的膨脹系數、表面張力、熔度和耐酸性能。本文詳細地研究了添加物質的配比,燒成溫度和保溫時間對搪瓷性能的影響。宏觀上測定了搪瓷的耐沸騰硫酸性能、耐機械沖擊性能、耐溫急變性能和耐室溫檸檬酸性能,并通過這些性能的測試確定了添加物的最佳配比以及搪瓷的燒成溫度和保溫時間。微觀上總結了搪瓷的密著機理,通過掃描電鏡分析搪瓷界面的微觀形貌,通過能譜分析、電子探針分析測試方法對界面的元素進行分析,從而進一步分析密著機理。實驗結果表明:添加物對搪瓷的性能有較大的影響,合理的添加物配比能夠改善搪瓷的性能。當粘土的摻量為10%,硼砂的摻量為0.6%,氧化銻的摻量為0.8%,鉬酸鋇的摻量為1.6%時,搪瓷的性能最佳(這些物質的摻量均為質量分數)燒成溫度和保溫時間是搪瓷生成工藝的一個重要參數,合理的燒成不僅可以制得性能良好的搪瓷,還可以降低能源的消耗。本實驗使用的搪瓷最佳燒成溫度范圍830910℃,合適的保溫時間410min燒成范圍較寬,有利于工業生成。通過掃描電鏡的微觀形貌圖可知:搪瓷界面分為四層,這四層之間相互滲透,相互咬合,以類似于螺栓和螺母的形式密切結合,使得搪瓷表現出良好的密著性能。從能譜分析和電子探針分析的結果可知:從瓷層到金屬坯體,Si元素從瓷層向金屬擴散,Fe元素從金屬坯體向瓷層擴散。Fe元素和Si元素的含量表現出互補的現象。搪瓷燒成過程中,瓷釉與金屬坯體之間發生了復雜物理化學反應,形成了化學鍵,形成的化學鍵使得瓷釉與金屬之間牢固的結合。以上各種因素共同使得搪瓷具有良好的密著性能。收起∧


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