熱噴涂技術(shù)原理與應(yīng)用

1、熱噴涂技術(shù)原理與應(yīng)用技術(shù)支持 2009-06-13 07:33:13 閱讀241 評論0 字號：大中小 前言表面工程概述 工業(yè)中的高溫、沖擊、磨損、腐蝕等使各類設(shè)備和零部件往往因表面首先損壞而引起設(shè)備故障，造成停機甚至報廢，嚴重影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，并造成巨大的經(jīng)濟損失。表面工程正是針對材料的表面失效，研究和開發(fā)表面防護措施而發(fā)展起來的一門新興的應(yīng)用科學(xué)。其特點是多學(xué)科交叉，多種材料和多種加工工藝相互結(jié)合，應(yīng)用面廣，實用性強。 表面工程首先分析材料表面失效原因，然后設(shè)計和優(yōu)選合適的材料并采用相應(yīng)的加工工藝形成表面工作層，提高基材的抗高溫、抗磨損、耐腐蝕、隔熱等性能。一般表面層很薄，用料少，成本相

2、對低，但卻能提高性能幾倍至十幾倍。此外，這一技術(shù)既可用于制造新部件，也可修復(fù)廢舊機件，修復(fù)后的機件壽命和性能一般可達到和超過原機件。因此，表面工程的綜合經(jīng)濟效益是十分顯著的。 為了滿足現(xiàn)代工業(yè)對材料表面性能越來越高的要求，近一、二十年來，國際上表面工程技術(shù)發(fā)展十分迅速，各種類型的專業(yè)化表面工程跨國公司數(shù)量不斷增加。國外企業(yè)家譽稱其為“對未來的投資”。 我國的表面工程技術(shù)起步于七十年代，先后推廣的熱噴涂、電刷鍍技術(shù)僅短短十余年就創(chuàng)經(jīng)濟效益數(shù)十億元，并攻克了一些關(guān)鍵技術(shù)。但由于資金和技術(shù)力量投入不足，目前國產(chǎn)的表面工程專用設(shè)備和儀器不僅種類少、數(shù)量少、性能也比較差。此外，缺少專業(yè)化的表面工程公司來

3、推廣和應(yīng)用已有的成果，也很大程度上影響了我國表面工程技術(shù)的進步與發(fā)展。因此，要加快發(fā)展我國的表面工程技術(shù)，一方面需要全社會的重視和支持，另一方面要加強研究、開發(fā)和應(yīng)用相互配合和溝通，加強科研人員與企業(yè)工程技術(shù)人員、設(shè)備管理人員的聯(lián)系，加強表面工程技術(shù)的宣傳和普及教育，使廣大企業(yè)認識和學(xué)會使用表面工程技術(shù)來進行新產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計和解決機械設(shè)備另部件的各種表面損傷和防護問題。 2、 熱噴涂技術(shù)的概念、分類與應(yīng)用 2.1 定義 熱噴涂技術(shù)是表面工程中近年來發(fā)展十分迅速的一門技術(shù)，在表面工程領(lǐng)域占有十分重要的地位。所謂熱噴涂，就是利用某種熱源（如火焰、電弧、等離子弧等），把金屬、非金屬或復(fù)合材料（通常

4、制成線材、棒材或粉末）加熱到熔化或半熔化狀態(tài)，再經(jīng)過壓縮空氣（或其它高速氣體）霧化和加速形成許多微小的熔滴，并以很高的速度射向基體，在基體表面熔滴由于撞擊而成為扁平狀并相互粘結(jié)，同時和表面經(jīng)過清潔和粗糙處理的基體也形成良好結(jié)合。隨后，涂層快速冷卻和不斷堆積，最終形成層狀結(jié)構(gòu)的涂層。典型的熱噴涂涂層結(jié)構(gòu)見圖一。 實際生產(chǎn)中的問題是十分復(fù)雜的，不同的使用工況對材料表面性能的要求不同。有些情況下要求硬而耐磨的涂層，有些情況下又需要軟性涂層。為了提高涂層抗腐蝕性和抗?jié)B透性，需要涂層越致密越好，而有時卻需要制作多孔涂層，利用涂層中的微孔達到隔熱、自潤滑、可磨耗、生物相容等特殊要求。因此，“對癥下藥”，合

5、理的選擇噴涂材料，并根據(jù)噴涂材料的形態(tài)、熔點、蒸發(fā)溫度以及對涂層基本功能要求，正確選擇噴涂方法，制定工藝方案是應(yīng)用熱噴涂技術(shù)的基礎(chǔ)。為此，必須了解熱噴涂材料的基本性能和各種熱噴涂工藝方法的基本原理與特點。 2.2 熱噴涂材料 熱噴涂材料的范圍和種類是非常廣泛的。可以說隨著現(xiàn)代噴涂技術(shù)向高溫、高速、高真空、高技術(shù)發(fā)展，目前工業(yè)上使用的大多數(shù)材料都可以用熱噴涂方法來制備表面涂層。 熱噴涂材料按制造形態(tài)區(qū)分通常有絲材、棒材、管狀線材（由一種可以連續(xù)延伸的鋼帶包裹各種合金粉末或氧化物陶瓷粉末制成）和多種形式的粉末，按材料的屬性和性能大致可分為金屬和合金、陶瓷和碳化物、金屬陶瓷、高分子材料以及金屬陶瓷高

6、分子復(fù)合材料。上述材料的相互組合，又可以得到數(shù)以百計的各類噴涂材料。如世界知名的熱噴涂設(shè)備和材料生產(chǎn)廠家 SULZER METCO 公司生產(chǎn)的噴涂材料就達 400 余種。常用的線材料噴涂材料有不銹鋼、碳鋼、鎳鋁化物、鎳鉻合金、蒙乃爾、鎳、黃銅及其合金，鉛、鋁、鎘、錫、鉬和氧化鋁等陶瓷棒。由于各種不同性質(zhì)、不同熔點的金屬、合金、陶瓷、碳化物、高分子材料都能夠容易地制成各種粉末，因此，粉末噴涂的材料范圍十分廣泛。大致可分為：各種金屬粉末（如銅、鋁、鎳、不銹鋼、碳鋼粉等），各種合金粉末（如鎳基、鐵基、鈷基自熔性合金粉末，各種自粘結(jié)性鎳鋁、鎳鉻、鋁銅等復(fù)合粉末），各類炭化物復(fù)合粉（鈷包碳化鎢、鎳鉻包碳

7、化鉻、鎳鋁包碳化鈦復(fù)合粉等），各種陶瓷粉末（如氧化鋁氧化鈦，氧化鋯鋯酸鎂等），各種金屬非金屬復(fù)合粉（如鎳石墨，鎳硅燥土等）和各種高分子粉末。 2.3 幾種熱噴涂工藝方法 根據(jù)產(chǎn)生熱源的不同方法，熱噴涂工藝大致可分為兩類： 氧乙火焰噴涂（ Flame ） 等離子噴涂 (APS,VPS) 燃燒法 爆炸噴涂（ D-gun ） 電弧噴涂（ Arc,Arc Jet ） 超音速火焰噴涂（ HVOF ） 感應(yīng)等離子噴涂（ ICP ） 不同的噴涂工藝，可形成不同的溫度和速度，對涂層的性能和質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。表 1 和圖二是不同熱源的溫度和噴涂速度。 表 1 不同熱源的溫度 熱源 溫度 溫度 丙烷，氧氣

8、天然氣，氧氣 氫氣，氧氣 乙炔，氧氣 電弧和等離子弧 4785 4955 4875 5625 4000 15000 2640 2735 2690 3100 2200 8300 圖二、不同噴涂方法熔滴的平均速度 線材火焰噴涂方法與特點 圖三是線材火焰噴槍的剖面圖。 圖三、線材火焰噴槍結(jié)構(gòu)及噴涂原理示意圖 線材火焰噴涂可以用任何一種燃氣和氧氣組合進行燃燒提供熱量。由于乙炔熱焓值高、價格低、應(yīng)用廣泛，因此，一般的火焰噴涂均采用氧乙炔焰。凡是能夠拉成絲的金屬材料或制成棒的低熔點陶瓷材料均可以用線材火焰噴槍進行噴涂。 線材噴涂的特點是噴嘴處火焰集中，線材熔化效率高、沉積率高，噴涂效率比粉末材料約高一倍以

9、上，因而成本相對較低。另一方面由于噴槍小巧靈活，噴涂簡單方便，易于現(xiàn)場和野外施工，特別適合于大型鋼鐵結(jié)構(gòu)件噴涂鋅、鋁長效防護涂層。但是由于很多合金材料或陶瓷材料難以制成線材，因此，線材品種相對偏少，限制了線材火焰噴涂的應(yīng)用范圍和涂層種類。 在基材表面噴涂鋼絲或合金絲可以得到硬而耐磨的涂層，廣泛應(yīng)用于各種軸類、柱塞、導(dǎo)軌的修復(fù)和表面硬化。噴涂鋅、鋁、銅、不銹鋼絲加上封孔劑廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)長效防腐，以及化工、石油管道、反應(yīng)釜、儲罐等設(shè)備的防腐。在軸瓦上可噴銅或巴士合金，在食品容器上可噴錫或鋁土層，在鍋爐管道、退火包、爐門上噴合金或陶瓷涂層抗高溫氧化和高溫腐蝕。 （ 2 ）粉末火焰噴涂方法與應(yīng)用 圖四

10、是粉末火焰噴涂原理示意圖。 圖四、粉末火焰噴槍結(jié)構(gòu)及噴涂原理示意圖 將各種不同材料（金屬、合金、陶瓷、碳化物等）制成的粉末，采用重力或壓力送粉方式送入噴槍，借助氣流進入火焰區(qū)被熔化，高速氣流或保護性氣體可進一步對熔滴霧化、加速，最后噴射到工件表面形成涂層。由于粉末較輕、容易飛散，因此沉積效率和噴涂速度都不及線材火焰噴涂。但由于粉末材料制備容易、品種多、功能全面，其應(yīng)用面比線材噴涂廣泛的多。 粉末火焰噴涂可在基體表面先噴上一層自放熱型粘結(jié)底層，由于噴涂過程中，粉末能和火焰反應(yīng)放出大量的熱，在基體表面產(chǎn)生局部微冶金結(jié)合，使涂層結(jié)合力大大提高。 也可以把兩種以上粉末材料按涂層設(shè)計要求方便地共混，制成

11、復(fù)合粉末，通過成分的調(diào)配、共混，可以得到復(fù)合涂層和梯度涂層和各種特殊功能的涂層。 粉末材料品種、門類繁多決定了粉末噴涂設(shè)計應(yīng)用的廣泛性。典型的應(yīng)用領(lǐng)域有： （）抗磨損涂層 可以從低溫（ -20 ）到高溫（ 800 以上）的很大范圍內(nèi)選擇和應(yīng)用熱噴涂涂層，提高另部件表面的耐磨性能。具體的抗磨功能可應(yīng)用于以下幾方面： 抗刮痕磨損和粘著磨損。這種磨損經(jīng)常發(fā)生在兩個相互接觸的表面彼此相對移動，被磨損的表面脫落的碎片生產(chǎn)刮痕和粘附到另一個表面（活塞壞、導(dǎo)軌、柱塞等）。 耐磨粒磨損。這種情況常發(fā)生于硬質(zhì)表面在一個較軟的表面上滑動，兩個表面之間存在有研磨的顆粒而生產(chǎn)磨損。紡織業(yè)纖維和絲線在表面上高速掠過，也

12、屬于這類磨損（軸瓦、鋼套、泥漿泵、紡織機件等）。 耐微振磨損。這種磨損為反復(fù)加載與卸載所形成的周期性的應(yīng)力造成，最終導(dǎo)致表面疲勞、開裂和剝落，同時伴隨著粘著磨損和磨粒磨損（各種軸類、軸承、齒輪、鐵路鋼軌接頭等）。 耐氣蝕磨損。這種磨損為高速流動的液流對表面的沖刺和氣泡爆破對表面的嚴重沖擊所引起。（如水輪機、汽輪機、泵、攪拌漿等） （）耐熱與抗高溫氧化涂層 這類涂層可以有目的地提高工件表面抗高溫性能，有效抵抗高溫情況下化學(xué)和物理作用引起的表面破壞，具體有： 熱障和燒蝕涂層。在部件與高溫環(huán)境之間形成一個隔熱層，有效阻止高溫金屬熔體對基體的侵蝕，同時避免基體燒蝕（液態(tài)鍋爐排渣口水冷壁管、煉鋼鐵高爐澆

13、口、火箭燃燒室內(nèi)壁等）。 高溫保護、屏蔽涂層，有效保護高溫環(huán)境下的金屬基體免遭高溫氧化和高溫腐蝕。 （）耐大氣腐蝕和介質(zhì)腐蝕涂層 這類涂層可以起到隔離和保護作用，阻止腐蝕，延長腐蝕環(huán)境下各類機械、設(shè)備、管道、貯罐等的使用期限，減少損失。具體有 耐大氣腐蝕。如鹽霧、海洋性氣候、工業(yè)大氣、鄉(xiāng)村氣候等。 耐浸漬腐蝕，如鹽水、熱水、海水、工業(yè)用水等。 耐食品工業(yè)的腐蝕。如啤酒罐、牛奶、果汁等釀造類容器。 （）電、磁、光學(xué)涂層 這類涂層有導(dǎo)電、絕緣、超導(dǎo)等電性能，還有電磁、鐵磁和光的輻射、屏蔽、吸收和反射作用。 （）間隙控制和密封涂層 這是一類由金屬無機材料高分子材料復(fù)合制成的一類新型涂層，廣泛用于航空

14、、航天、能源等領(lǐng)域，用于提供嚴密的間隙和動密封，大大提高和改善設(shè)備性能與運作效率。當(dāng)這類涂層與配合部件接觸時，進行控制性的優(yōu)先磨損，以保證最佳的間隙和封嚴效果。 （）尺寸恢復(fù)功能 熱噴涂層可以進行局部噴涂，可根據(jù)基體材料特性和服役條件，選擇合適的噴涂層材料和工藝，恢復(fù)被磨損和加工超差的工件尺寸，修復(fù)廢舊機件，并可保證修復(fù)后的工件達到或超過新件的使用性能。 （ 3 ）爆炸噴涂方法 爆炸噴槍的示意圖見圖五。它與其它燃燒裝置不同。它是利用氧乙炔氣混合的爆炸能量。而不是靠平穩(wěn)的燃燒火焰。爆炸沖擊波將粉末材料以極高的速度沖擊到基體表面，由于速度高，沖擊力大，形成的涂層十分堅硬、光潔、致密封（孔隙率 &l

15、t;2% ），結(jié)合強度高。 圖五、燃氣爆炸噴槍示意圖 爆炸噴涂適合于噴涂碳化物、氧化物類高熔點、高硬度涂層。由于爆炸噴涂對設(shè)備要求很嚴，自動化程度高，、設(shè)備投資大，成本較高。一般只用于特殊要求的高性能涂層。 （ 4 ）超音速火焰噴涂方法 超音速火焰噴涂（也稱高速氧燃氣噴涂）技術(shù)是近年來國際熱噴涂界研究的熱門領(lǐng)域，類似于爆炸噴涂，它是一種連續(xù)不斷的燃氣壓縮、點燃、膨脹加速過程。超音速噴槍相對簡單、小巧，可以手工操作。其噴槍結(jié)構(gòu)與工作原理見圖六。 圖六、超音速噴槍結(jié)構(gòu)及噴涂原理示意圖 超音速噴涂的特點是速度高（噴咀出口速度高達成 1500 米秒以上。熔滴打在工作上的速度大致在（ 700 1000

16、米秒），涂層致密度最高（孔隙率 <2% ），結(jié)合強度高，表面光潔度高，可以噴涂厚涂層（ 0.3 0.5mm ）。另一方面，超音速噴涂過程，粉末受熱溫度較低，特別適合于噴涂碳化鎢等易氧化、失碳和降解的硬質(zhì)耐磨涂層。涂層無相變現(xiàn)象，硬質(zhì)相保留率高。噴涂同類材料，比用等離子噴涂和火焰噴涂有更高的硬度和結(jié)合力。由于涂層致密、硬度高、結(jié)合力高、可靠性好，在航空、發(fā)電、石化工業(yè)等高溫、重載和腐蝕的苛刻工況下，超音速噴涂的應(yīng)用越來越多。 但是速度快、加熱時間短，對粉末材料的粒度、均勻性要求很高，制粉工藝難度大，成本較高。此外噴涂過程中，燃氣的消耗量也很大，因此目前超音速噴涂的應(yīng)用范圍仍然受到制粉技術(shù)和

17、成本的制約。（ 5 ）電弧噴涂原理與特點 把需要噴涂的金屬或合金絲作為兩個自身消耗的線型電極，由電機通過變速驅(qū)動，在噴槍前部相互碰撞、短路產(chǎn)生電?。愃朴陔娀『福?。由于電弧的溫度高達 5000 5500 左右，足以迅速熔化線材。壓縮空氣使熔滴進一步霧化，高速沖向基體，形成涂層。電弧噴槍的基本結(jié)構(gòu)合原理圖見圖七。   圖七、電弧噴槍結(jié)構(gòu)及噴涂原理示意圖 電弧噴涂的特點是電能加熱、成本低，電流電壓調(diào)節(jié)方便，一次掃描面積大，噴涂效率高，因此廣泛應(yīng)用于大型設(shè)備、管線、塔罐、大型露天鋼結(jié)構(gòu)（如橋梁、鐵塔、高速公路燈柱、標牌等）的表面噴涂鋅、鋁絲長效防腐涂層。近年來開發(fā)出的系列高鎳高鉻

18、合金絲、配套高效率的電弧噴涂裝置，已用于火電廠、造紙廠等大型燃煤、燃油鍋爐管道表面噴涂，抗高溫（ 400 900 ）氧化和高溫燃氣的熱腐蝕，有效提高鍋爐管道的可靠運行壽命，缺點是噴涂的線材有限。 （ 6 ）等離子噴涂原理與特點 隨著航空、航天技術(shù)發(fā)展對涂層的質(zhì)量和可靠性提出了更高要求，要求噴涂各種更高硬度、更高熔點的氧化物、碳化物類涂層，要求更高的溫度和噴涂速度，于是開發(fā)出了等離子噴涂方法。等離子噴涂是采用等離子氣體（ Ar ）和氮氣（ N 2 ），作為噴涂的熱源和高速、高壓氣流源。等離子噴槍的結(jié)構(gòu)及工作原理見圖八。 圖八、等離子噴槍結(jié)構(gòu)及噴涂原理示意圖 噴咀組成的同軸陰極和陽極高頻放電，使惰

19、性氣體電離形成等離子體。被電弧加熱迅速膨脹的等離子體以極高的能量密度沖出噴咀，形成高達 8500 10000 的等離子弧急劇膨脹，使出口處的氣流速度也非常高，可達 500 600 米秒。在真空條件下，束流速度可達到三倍的音速。 粉末通過噴槍出口處的導(dǎo)管引入高能、高速的等離子“火焰”中，迅速加熱和熔化，以極高的速度噴射到基體表面，形成高結(jié)合強度和十分均勻、細密的高溫質(zhì)量涂層。表 2 是不同熱噴涂層性能的比較。                

20、;               涂層的物理性質(zhì) 涂層類型 熱噴涂方法 絲火焰噴涂 粉末火焰噴涂 電弧 等離子噴涂 粘結(jié)強度 Mpa 黑色金屬 有色金屬 自熔性合金 陶瓷 碳化物 28 30 20 30 28 30 20 30 70 以上 15 35 35 50 60 以上 40 以上 35 以上 35 以上 55 70 密度（重量 % ） 黑色金屬 有色金屬 自熔性合金 陶瓷 碳化物 85 85 85 85 100 85 85 90 90 92

21、95 92 95 硬度 黑色金屬 有色金屬 自熔性合金 陶瓷 碳化物 RC20 40 RB40 80 RC20 40 RB40 80 RC50 60 RC50 65 RC50 65 RC20 40 RB40 80 RC20 40 RB40 80 RC50 72 RC50 65 氣孔率 黑色金屬 有色金屬 自熔性合金 陶瓷 碳化物 高 高 高 RB40 80 高 無 高 中 中 低 低 低 低 涂層厚度限制 黑色金屬 有色金屬 自熔性合金 陶瓷 碳化物 小 無 小 無 小 中 中 小 無 小 無 0 0.35 0 0.35     等離子體的高溫足以瞬間熔

22、化目前已知的任何材料，從而使等離子噴涂的材料更為豐富，特點是噴涂高熔點陶瓷材料，等離子噴涂具有很大優(yōu)勢。由于噴涂粉末熔化充分，噴涂效率、粉末沉積率、涂層結(jié)合力和致密性都比火焰噴涂要好，因此等離子噴涂比火焰噴涂有更加廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。除了具備火焰粉末噴涂的全部應(yīng)用范圍外，由于涂層質(zhì)量高，更多地應(yīng)用于航空、航天、太空工程、海洋工程、原子能工程等尖端工業(yè)領(lǐng)域。隨著我國工業(yè)化水平的提高，等離子噴涂技術(shù)正向民用工業(yè)擴展，已經(jīng)在能源、交通、紡織、電子、輕工、新材料等領(lǐng)域得到應(yīng)用。 3、 熱噴涂技術(shù)的基本研究內(nèi)容 熱噴涂技術(shù)的本質(zhì)是一種復(fù)合材料工藝，面對的是一個由基體材料界面表面涂層組成的系統(tǒng)。因此，要保證系

23、統(tǒng)的成功，則每一個環(huán)節(jié)都必須保證，任何一個環(huán)節(jié)的疏忽都會造成整個系統(tǒng)的失敗。這也是熱噴涂技術(shù)的關(guān)鍵所在。熱噴涂技術(shù)的基本研究內(nèi)容可分為設(shè)備、材料、應(yīng)用三大塊，從應(yīng)用的角度來看熱噴涂的研究和工藝過程一般包括以下幾個方面： （ 1 ）基體材料的表面準備 基體的表面準備是熱噴涂作業(yè)中非常重要的環(huán)節(jié)，涂層的結(jié)合質(zhì)量直接與表面的清潔度 粗糙度有關(guān)，必須根據(jù)基體材料的材質(zhì)類型和表面涂層的要求、噴涂材料的特性來正確地制備表面。表面制備有兩個目的，一是清潔基體表面，二是粗化表面以提高涂層和基體的粘結(jié)力。通常采用噴砂的方法可同時達到以上兩個目的。 （ 2 ）涂層結(jié)合力試驗方法 涂層的結(jié)合強度是涂層系統(tǒng)的重要的指

24、標，常用的試驗方法有膠接拉脫法、杯突法、彎曲、扭轉(zhuǎn)法等結(jié)合力測試方法。隨著測試技術(shù)的不斷提高，目前各種新型試驗方法不斷涌現(xiàn)，如聲發(fā)射劃痕法、連續(xù)載荷壓痕法、動態(tài)循環(huán)加載接觸疲勞法等。 （ 3 ）涂層硬度測定 涂層的硬度測定分為宏觀硬度（洛氏表面硬度）和微觀硬度（顯微硬度和維氏硬度）。測定宏觀硬度時，對涂層的厚度有一定的要求。顯微硬度和維氏硬度可以對涂層中的基體相和硬質(zhì)相進行分別測定，精確度較高，因此在熱噴涂層的硬度試驗中被廣泛采用。 （ 4 ）涂層界面和表面性能的試驗 涂層界面性能主要考慮由熱沖擊和涂層基體間熱膨脹系數(shù)不匹配等所產(chǎn)生的界面應(yīng)力，以及循環(huán)加載、接觸疲勞等，在界面產(chǎn)生的剪應(yīng)力會引起

25、的界面疲勞裂紋萌生與擴展。以上兩方面的因素都會加速涂層開裂和剝落。 涂層表面性能則主要考核其各種功能性，如各種磨損試驗、沖擊試驗、腐蝕和高溫氧化試驗等。通常這些實驗后，還需對涂層的成份、結(jié)構(gòu)和形貌進行金相、電鏡、 X 射線衍射，電子探針等方面的微觀分析，最后對涂層性能進行評價。 （ 5 ）涂層性能研究 熱噴涂涂層的性能和整體結(jié)構(gòu)材料是很大區(qū)別的。例如，金屬涂層要比同一材質(zhì)的鑄、鍛材料硬度更高一些，因而其耐磨性更好一些。這是由于金屬熔滴高速沖擊基體變成薄片狀時迅速自淬火，使硬度增加。 涂層的強度包括界面結(jié)合強度和涂層內(nèi)聚強度。涂層結(jié)合強度是熔融粒子對粗糙表面的相互作用的結(jié)合機制。其結(jié)合機理大致有

26、三種類型：一是熔融粒子沖擊凹凸不平的表面，撞成扁平狀并隨表面一同起伏，主要是機械結(jié)合。另一種是在撞擊的過程中，出現(xiàn)擴散或合金化時，即屬于冶金化學(xué)結(jié)合機制。第三種結(jié)合機制是熔滴和表面結(jié)合、侵潤的非常好，相互之間接近得足以產(chǎn)生范德華力，這種結(jié)合叫做物理結(jié)合。熱噴涂層的結(jié)合強度通常是上述三種結(jié)合機制的組合。 涂層的內(nèi)聚強度主要是顆粒與顆粒之間，以及每一遍噴涂層和層之間的粘接強度。同樣是上述的結(jié)合機理，并與噴涂工藝、噴涂材料密切相關(guān)。 （ 6 ）涂層的殘余應(yīng)力 熱噴涂層的另一個典型特征是噴涂過程中，涂層的冷卻與凝固產(chǎn)生的收縮在涂層基體界面出現(xiàn)殘余應(yīng)力，這種應(yīng)力在棱角和邊緣往往形成拉應(yīng)力，并會在邊界引起

27、裂紋，裂紋在一定的條件下，會發(fā)生擴展最終造成涂層剝落。涂層材料的熱膨脹系數(shù)和涂層的厚度對殘余應(yīng)力影響很大的。一般來說涂層越薄，則相應(yīng)的殘余應(yīng)力就越小。熱噴涂技術(shù)的定義、方法及涂層功能簡介-2應(yīng)用范圍 2009-06-13 07:34:42 閱讀22 評論0 字號：大中小 32 涂層類別     噴涂材料噴涂而成的涂層依據(jù)它們的萬分可以分為10個系列：    （1）鐵、鎳和鈷基涂層；    （2）自熔合金涂層；    （3）有色金屬涂層；    （

28、4）氧化物陶瓷涂層；    （5）碳化鎢涂層；    (6)碳化鉻和其他碳化物涂層；    （7）難熔金屬涂層；    （8）氧化物陶瓷涂層；    （9）塑料基涂層；    （10）金屬陶瓷涂層。    33 涂層功能    依據(jù)美國F. N. LONGO 對熱噴涂涂層的分類方法，涂層按功能可分為：    1） 耐磨

29、損涂層。包括抗粘著磨損、表面疲勞磨損涂層和耐沖蝕涂層。其中有些情況還有抗低溫（<538C）磨損和抗高溫（538843C）磨損涂層之分。    2） 耐熱抗氧化涂層。該種涂層包括高溫過程（其中有氧化氣氛、腐蝕性氣體、高于843的沖蝕及熱障）和熔融金屬過程（其中有熔融鋅、熔融鋁、熔融鐵和鋼、熔融銅）所應(yīng)用的涂層。    3） 抗大氣和浸漬腐蝕涂層。大氣腐蝕包括工業(yè)氣氛、鹽性氣氛、田野氣氛等造成的腐蝕；浸漬腐蝕包括飲用淡水、非飲用淡水、熱淡水、鹽水、化學(xué)和食品加工等造成的腐蝕。    4） 電導(dǎo)和電阻涂層

30、。該種涂層用于電導(dǎo)、電阻和屏蔽。    5） 恢復(fù)尺寸涂層。該種涂層用于鐵基（可切削與可磨削的碳鋼和耐蝕鋼）和有色金屬（鎳、鈷、銅、鋁、鈦及他們的合金）制品。    6） 機械部件間隙控制涂層。該種涂層可磨。    7） 耐化學(xué)腐蝕涂層?；瘜W(xué)腐蝕包括各種酸、堿、鹽，各種無機物和各種有機化學(xué)介質(zhì)的腐蝕熱噴涂技術(shù)的定義、方法及涂層功能簡介-1應(yīng)用范圍 2009-06-13 07:35:27 閱讀23 評論0 字號：大中小 前言     熱噴涂技術(shù)起始于本世紀初。起初，只是將熔化的

31、金屬用壓縮空氣形成液流，噴到被涂敷的基體表面上，形成一層膜狀組織。其噴涂溫度、熔滴對基體表面的沖擊速度及形成涂層的材料的性能構(gòu)成了噴涂技術(shù)的核心。熱噴涂技術(shù)的整個發(fā)展，基本上是沿著這三支主導(dǎo)線向前推進的。溫度和速度取決于不同的熱源和設(shè)備結(jié)構(gòu)。從某種意義上說，溫度越高、速度越快，越有利于形成優(yōu)異的涂層，這就導(dǎo)致了溫度和速度兩種要素在整個技術(shù)發(fā)展過程中的競爭與協(xié)調(diào)的局面。繁多的噴涂材料的可選擇性，是熱噴涂指數(shù)的另一種優(yōu)勢，它可以使不同設(shè)備的工作面被“點鐵成金、戴盔穿甲”。正是這三種要素，使熱噴涂成為真正具有疊加效果的獨特技術(shù)，它可以設(shè)計出所需的各種各樣性能的表面，獲得從一般機械維修，直到航天和生物工程等高技術(shù)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用。    不久前，在日本神戶舉行的第十四屆國際熱噴涂會議上，將汽車、冶金和能源等工業(yè)領(lǐng)域作為熱噴涂技術(shù)深化應(yīng)用與重點開發(fā)的三大主題，表明這項技術(shù)在擴充應(yīng)用中的新