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设计注意事项

以下是在实施 SST™ 冷喷涂时应注意的最常见的设计和应用注意事项:


1. 基体表面特征


冷喷涂的涂层不会自动实现涂层平整。虽然基体表面的粗糙度有利于增加涂层结合面积,但粗糙度过高会降低沉积效率。如下图 1 所示,对不平整的基材进行涂层可能会导致涂层表面不规则,如图 2 所示。


图 1:不规则表面喷涂

出现图 2 中所示的奇怪涂层形状是因为喷嘴在移动时并不始终垂直于基材表面。表面不规则的角度会改变沉积效率,并且实际上放大了基底的底层轮廓。


图 2: 不规则基材上的沉积缺陷


为了减少或消除不规则沉积效应,喷嘴应保持在每个点都垂直于基体表面的方向,如下图 3 所示。另一种方法是通过同时改变行进模式或速度来首先专注填充凹陷。喷嘴位置或方向调整也可获得相同的结果。某些情况下,可以调整喷嘴尺寸或形状以帮助适应基材的状况。此外,还可以在涂层道次之间使用机械加工,例如打磨,以获得所需的结果。

图 3: 喷嘴跟随基板的形状

2. 基体的边角

具有极端形状的基材,例如图 4 中所示的锐角,需要额外的喷嘴运动才能获期待的涂层。理想情况下喷涂时,喷嘴将垂直于基体表面,此时原料粉末不会发生随意偏离。

图4:带锐角的基体


3. 孔洞和空隙


基材中的孔洞和空隙必须填充适当的背衬材料,如图 5 所示,以使粉末具有可粘附的表面;否则,粉末将穿过这些空隙。当然,这也可以成为一个很好的工艺特性,因为孔洞和空隙在喷涂中不需要特别屏蔽。


图 5:带穿贯性孔洞的基体喷涂


与孔洞一样,涂层会覆盖裂缝,但不能将其视为已修复。如果没有传统的裂纹修复工艺,潜在的缺陷可能将再次出现在涂层中,并继续蔓延。冷喷涂是密封或填充稳定修复的理想选择,因为它可以大大减少热输入或恢复表面特性。
通常不可能填充如图 6 所示的深孔;由于待喷涂区域的几何形貌限制,喷嘴与基材(法向)难以形成有利的喷涂角度。如果您遇到类似情况,请咨询我们以获取建议。

图6:限制喷嘴进入


4. 材料类型

基材需要足够坚固或得到支撑,以抵抗粉末颗粒的冲击。对基材坚硬和刚性的要求在实践中基本不是问题。在某些情况下,基材可以是临时的,并且可以在后续处理前后从移除涂层。

  • 1. 清洁度
    极少情况下,可以在被油、油漆、铁锈或水垢污染的表面上直接喷涂。在这些情况下,原料粉末在与基体结合之前,可能起到清洁和活化基材的表面的作用。但是,对于大多数基材而已,强烈建议喷涂前进行预清洁和喷砂处理。如果基材上有油脂、污染物或其他材料,清洁过程可能涉及物理或化学步骤。也可以使用冷喷涂设备指定的磨料粉末进行表面处理。

  • 2.兼容性
    通常,基材和原料粉末材料在使用中必须具有一定程度的兼容性。兼容性与它们的化学、机械、热和电特性有关。如果您有特殊的使用条件,则可能需要进行工艺开发和测试,以确定涂层材料和基材组合满足性能要求。SST 可提供更多帮助。

  • 3. 热特性
    基材必须能够承受超音速空气射流和喷射颗粒的热量。如果基材对热应力敏感,则可能需要预热以避免剥落。