熱噴涂技術(shù)課件

1、第四章 熱噴涂技術(shù) 熱噴涂的原理和特點(diǎn) 熱噴涂材料 熱噴涂工藝 熱噴涂方法熱噴焊工藝與特點(diǎn)14.1 熱噴涂的原理和特點(diǎn)4.1.1 熱噴涂的定義 利用熱能將噴涂材料熔化，再借助高速氣流將其霧化，并在高速氣流的帶動(dòng)下粒子撞擊基材表面，冷凝后形成具有某種功能的涂層。2熱噴涂基本過(guò)程示意圖3熱噴涂生產(chǎn)實(shí)例41. 熱噴涂的基本過(guò)程（1） 噴涂材料被加熱到熔融狀態(tài)。（2） 噴涂材料被霧化成微小熔滴并高速撞擊基體表面，撞擊基體的顆粒動(dòng)能越大和沖擊變形越大，形成的涂層結(jié)合越好。（3） 熔融的高速粒子在沖擊基材表面后發(fā)生變形，冷凝后形成涂層。4.1.2 熱噴涂基本原理涂層形成過(guò)程示意圖5 涂層性能具有方向性，垂

2、直和平行涂層方向上的性能不一致。 涂層中伴有氧化物等夾雜，存在部分孔隙，孔隙率420。2. 涂層的結(jié)構(gòu) 涂層是由無(wú)數(shù)變形粒子互相交錯(cuò)堆疊在一起，形成一層堆積而成的層狀結(jié)構(gòu)。6NiCrBSi火焰噴涂組織 7 涂層內(nèi)有一定比例的孔隙，產(chǎn)生原因是：（1） 噴涂角度不同造成的遮蔽效應(yīng)；（2） 涂層材料凝固收縮時(shí)形成的空隙。 孔隙將降低涂層的硬度、耐磨性和耐蝕性。 涂層內(nèi)的氧化夾雜物含量及涂層的致密度取決于加熱源、噴涂材料及噴涂工藝。 8 涂層冷凝收縮時(shí)，涂層外層的拉應(yīng)力、涂層內(nèi)層的壓應(yīng)力、組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的微觀(guān)應(yīng)力，結(jié)果使涂層產(chǎn)生殘余張應(yīng)力，應(yīng)力大小與涂層厚度成正比，當(dāng)張應(yīng)力超過(guò)涂層與基材之間結(jié)合強(qiáng)度時(shí)，

3、涂層就會(huì)發(fā)生破壞。3. 涂層應(yīng)力9 殘余應(yīng)力限制了涂層的厚度。減少涂層殘余應(yīng)力措施：（1） 調(diào)整噴涂工藝參數(shù)；（2）致密涂層的殘余應(yīng)力要比疏松涂層大；（3） 采用梯度過(guò)渡層緩和涂層內(nèi)應(yīng)力。10 包括涂層與基材之間、涂層中顆粒與顆粒之間的結(jié)合，結(jié)合形式有：（1） 機(jī)械結(jié)合：撞成扁平狀的顆粒和凸凹不平的基材表面互相嵌合(即拋錨效應(yīng))而結(jié)合在一起。4. 涂層的結(jié)合強(qiáng)度11（2） 物理結(jié)合：熔融粒子的原子與基材表面原子之間距離達(dá)到晶格常數(shù)范圍時(shí)，產(chǎn)生范德華力，形成物理結(jié)合。（3） 冶金-化學(xué)結(jié)合：熔融粒子撞擊基材表面時(shí)釋放出的能量使噴涂材料與基材之間發(fā)生局部擴(kuò)散和焊合，形成冶金結(jié)合。如噴涂鎳包鋁復(fù)合粉

4、末時(shí)的放熱反應(yīng)。 熱噴涂的涂層與基材的結(jié)合主要以機(jī)械結(jié)合為主，結(jié)合強(qiáng)度較差(1000020040060800.52104 各種熱噴涂技術(shù)的典型特征參數(shù)14（1） 可在各種基材上制備各種涂層；（2） 基材溫度低（30 200），熱影響區(qū)淺，變形??；（3） 涂層厚度范圍寬（0.5 5mm） ；（4） 操作靈活，可在不同尺寸和形狀的工件上噴涂；（5） 加熱效率低，噴涂材料利用率低，（6） 涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度低。 2. 熱噴涂技術(shù)的特點(diǎn)154.2.1 熱噴涂材料的分類(lèi)和要求 4.2 熱噴涂材料根據(jù)熱噴涂材料的不同形狀，可以分為絲材、棒材、軟線(xiàn)和粉末四類(lèi)，其中絲材和粉末材料使用較多。 根據(jù)噴涂材料的成分

5、，可以分為金屬、合金、陶瓷和塑料噴涂材料四大類(lèi)。按涂層結(jié)構(gòu)有納米涂層材料、合金涂層材料、非晶態(tài)涂層材料以及由這些材料復(fù)合構(gòu)成的復(fù)合涂層材料。 1617（1）熱穩(wěn)定性好，在高溫焰流中不升華，不分解(復(fù)合粉末）。（2） 有較寬的液相區(qū)，使熔滴在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持液相。（3）與基材有相近的熱膨脹系數(shù)，以防止因膨脹系數(shù)相差過(guò)大產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。（4） 噴涂材料在熔融狀態(tài)下應(yīng)和基材有較好的浸潤(rùn)性，以保證涂層與基材之間有良好的結(jié)合性能。對(duì)熱噴涂材料的要求184.2.2 熱噴涂線(xiàn)材非復(fù)合噴涂線(xiàn)材 1）碳鋼及低合金鋼噴涂絲常用的是 85優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼絲和T10A碳素工具鋼絲。一般采用電弧噴涂，用于噴涂曲軸、柱塞、

6、機(jī)床導(dǎo)軌等常溫工作的機(jī)械零件滑動(dòng)表面耐磨涂層及磨損部位的修復(fù)。 192） 不銹鋼噴涂絲1Cr13、2Cr13、3Cr13等馬氏體不銹鋼絲主要用于強(qiáng)度和硬度較高、耐蝕性要求不太高的場(chǎng)合，其涂層不易開(kāi)裂。1Cr17在氧化性酸類(lèi)、多數(shù)有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽水溶液中有良好的耐蝕性。1Cr18Ni9Ti等奧氏體不銹鋼絲有良好的工藝性能，在多數(shù)氧化性介質(zhì)和某些還原性介質(zhì)中都有較好的耐蝕性，用于噴涂水泵軸等。由于不銹鋼涂層收縮率大，易開(kāi)裂，適于噴涂薄層。 203） 鋁噴涂絲鋁和氧有很強(qiáng)的親和力，鋁在室溫下大氣中就能形成致密而堅(jiān)固的Al2O3氧化膜，能防止鋁進(jìn)一步氧化。純鋁噴涂除大量用于鋼鐵保護(hù)涂層外，還可作為鋼的

7、抗高溫氧化涂層、導(dǎo)電涂層和改善電接觸的涂層。一般鋁絲純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）應(yīng)大于99.7。鋁絲直徑23mm，噴涂時(shí)，表面不得有油污和氧化膜。 214） 鋅噴涂絲在鋼鐵件上，只要噴涂0.2mm的鋅層，就可在大氣、淡水、海水中保持幾年至幾十年不銹蝕。鋅的純度要求（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）在99.85以上的純鋅絲。在鋅中加鋁可提高涂層的耐蝕性能，若鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30，則耐蝕性最佳。鋅噴涂廣泛用于大型橋梁、鐵路配件、鋼窗、電視臺(tái)天線(xiàn)、水閘門(mén)和容器等。 225）鉬噴涂絲鉬與氫不產(chǎn)生反應(yīng)，可用于氫氣保護(hù)或真空條件下的高溫涂層。鉬是一種自粘結(jié)材料，可與碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、蒙乃爾合金、鎳及鎳合金、鎂及鎂合金、鋁及鋁合金等形成牢固

8、的結(jié)合。鉬可在光滑的工件表面上形成1um的冶金結(jié)合層，常用作打底層材料。如機(jī)床導(dǎo)軌噴涂鋼時(shí)，用鉬作為打底層可增加鋼噴涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。鉬的摩擦系數(shù)小，適用于噴涂活塞環(huán)和摩擦片。但鉬不能作為銅及銅合金、鍍鉻表面和硅鐵表面的涂層。 236）錫及錫合金噴涂絲錫涂層具有很高的耐腐蝕性能，常用作食品器具的保護(hù)涂層，但錫中砷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得大于0.015。含銻和鉬的錫合金絲具有摩擦系數(shù)低、韌性好、耐蝕性和導(dǎo)熱性良好等特性。在機(jī)械工業(yè)中，廣泛應(yīng)用于軸承、軸瓦和其他滑動(dòng)摩擦部件的耐磨涂層。此外，錫可在熟石膏等材料上噴涂制成低熔點(diǎn)模具。 247） 鉛及鉛合金噴涂絲鉛具有很好的防X射線(xiàn)輻射的性能，在原子能工業(yè)中

9、廣泛用于防輻射涂層。含銻和銅的鉛合金絲材料的涂層具有耐磨和耐蝕等特性，用于軸承、軸瓦和其他滑動(dòng)摩擦部件的耐磨涂層。但涂層較疏松，用于耐腐蝕時(shí)需經(jīng)封閉處理。由于鉛蒸氣對(duì)人體危害較大，噴涂時(shí)應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)措施。 258） 銅及銅合金噴涂絲銅主要用于電器開(kāi)關(guān)的導(dǎo)電涂層、塑料和水泥等建筑表面的裝飾涂層；黃銅涂層則用于修復(fù)磨損及超差的工件，如修補(bǔ)有鑄造砂眼、氣孔的黃銅鑄件，也可作裝飾涂層。黃銅中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1左右的錫，可改善耐海水腐蝕性能。鋁青銅的強(qiáng)度比一般黃銅高，耐海水、硫酸和鹽酸的腐蝕，有良好的耐磨性和抗腐蝕疲勞性能，采用電弧噴涂時(shí)與基體結(jié)合強(qiáng)度高，可作為打底涂層，常用于水泵葉片、氣閘活門(mén)、活塞及軸瓦

10、等的噴涂。磷青銅涂層比其他青銅涂層更為致密，有良好的耐磨性，可用來(lái)修復(fù)軸類(lèi)和軸承等的磨損部位，也可用于美術(shù)工藝品的裝飾涂層。269） 鎳及鎳合金噴涂絲蒙乃爾合金對(duì)氨水、海水、照相用藥劑、酚醛、甲酚、汽油、礦物油、酒精、碳酸鹽水溶液及熔鹽、脂肪酸以及其他有機(jī)酸的耐蝕性?xún)?yōu)良，對(duì)硫酸、醋酸、磷酸和干燥氯氣等介質(zhì)的耐蝕性較好；但對(duì)鹽酸、硝酸、鉻酸等介質(zhì)不耐蝕。常用于水泵軸、活塞軸、耐蝕容器的噴涂。 80Ni20Cr在高溫下幾乎不氧化，是最好的耐熱耐蝕材料，常用于高溫耐腐蝕涂層。鎳鉻耐熱合金絲涂層致密，與母材金屬的結(jié)合性好，常用于A12O3、ZrO2等陶瓷涂層的打底層，但不能用于硫化氫、亞硫酸氣體以及硝

11、酸和鹽酸介質(zhì)中。27 蒙乃爾合金 蒙乃爾合金是應(yīng)用最早、最廣泛的鎳-銅合金，1905年發(fā)明，約含66鎳 、28銅和少量鐵、錳、碳和硅。在我國(guó)普遍應(yīng)用的牌號(hào)為Xcu28-2.5-1.5。蒙乃爾合金的機(jī)械加工性能、焊接性能和耐高溫性能都很好。蒙乃爾的耐蝕性在一般情況下比鎳和銅更優(yōu)越，它比純鎳更耐還原性介質(zhì)的腐蝕，比純銅耐氧化性介質(zhì)的腐蝕。對(duì)硫酸、磷酸的耐蝕性非常好，特別是耐氫氯酸的腐蝕，對(duì)熱濃堿也有優(yōu)良的耐腐性。廣泛用于制作化工工業(yè)中的蒸發(fā)器、熱交換器、儲(chǔ)灌、泵、攪拌槳軸、閥門(mén)（桿）等。28 用機(jī)械方法將兩種或更多種材料復(fù)合壓制成噴涂線(xiàn)材稱(chēng)復(fù)合噴涂絲。2. 復(fù)合噴涂線(xiàn)材制造復(fù)合噴涂線(xiàn)材常用的復(fù)合方

12、法：絲-絲復(fù)合法 將各種不同的組分的絲絞、軋成一股。絲-管復(fù)合法 將一種或多種金屬絲穿入某種金屬管中壓軋而成。粉-管復(fù)合法 將一種或多種粉末裝入金屬管中加工成絲。粉-皮壓結(jié)復(fù)合法 將粉末包在金屬殼內(nèi)加工成絲。粉-粘合劑復(fù)合法 把多種粉末用粘合劑混合擠壓成絲。29復(fù)合噴涂線(xiàn)材中大部分是增效復(fù)合噴涂線(xiàn)材，即在噴涂過(guò)程中不同組元相互發(fā)生熱反應(yīng)生成化合物，反應(yīng)熱與火焰熱相疊加，提高了熔滴溫度，達(dá)到基體后會(huì)使基體局部熔化產(chǎn)生短時(shí)高溫?cái)U(kuò)散，形成顯微冶金結(jié)合，從而提高結(jié)合強(qiáng)度。不銹鋼、鎳、鋁等組成的復(fù)合噴涂絲，利用鎳、鋁的放熱反應(yīng)使涂層與多種基體（母材）金屬結(jié)合牢固，而且因復(fù)合了多種強(qiáng)化元素，改善了涂層的綜

13、合性能，涂層致密，噴涂參數(shù)易于控制，便于火焰噴涂。因此，它是目前正在擴(kuò)大使用的噴涂材料，主要用于油泵轉(zhuǎn)子、軸承、汽缸襯里和機(jī)械導(dǎo)軌表面的噴涂，也可用于碳鋼和耐蝕鋼磨損件的修補(bǔ)。304.2.3 熱噴涂用粉末1. 非復(fù)合粉末1）噴涂合金粉末 又稱(chēng)冷噴合金粉末，這種粉末不需或不能進(jìn)行重熔處理。按其用途分為打底層粉末和工作層粉末。 打底層粉末用來(lái)增加涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度；工作層粉末保證涂層具有所要求的使用性能。放熱型自粘結(jié)復(fù)合粉末是最常用的打底層粉末。工作層粉末熔點(diǎn)要低，具有較高的伸長(zhǎng)率，以避免涂層開(kāi)裂。 氧一乙炔焰噴涂工作層粉末最常用的是鎳包鋁復(fù)合粉末與自熔性合金的混合粉末。 312）自熔性合金粉末

14、因合金中加入了強(qiáng)烈的脫氧元素如 Si、 B等，在重熔過(guò)程中它們優(yōu)先與合金粉末中氧和工件表面的氧化物作用，生成低熔點(diǎn)的硼硅酸鹽覆蓋在表面，防止液態(tài)金屬氧化，改善對(duì)基體的潤(rùn)濕能力，起到良好的自熔劑作用，所以稱(chēng)之為自熔性合金粉末。噴熔用的自熔性合金粉末有鎳基、鈷基、鐵基及碳化鎢等四種系列。 323）陶瓷材料粉末陶瓷屬高溫?zé)o機(jī)材料，是金屬氧化物、碳化物、硼化物、硅化物等的總稱(chēng)，其硬度高，熔點(diǎn)高，但脆性大。常用的陶瓷粉末有：金屬氧化物（如Al2O3、TiO2等）、碳化物（如WC、SiC等）、硼化物（如ZrB2、CrB2等）、硅化物（如MoSi2 等）、氮化物（如VN、TiN等）。采用等離子弧噴涂可解決陶

15、瓷材料熔點(diǎn)高的問(wèn)題，幾乎可以噴涂所有的陶瓷材料。用火焰噴涂也可獲得某些陶瓷涂層。 33 2. 復(fù)合粉末復(fù)合粉末是由兩種或更多種金屬和非金屬（陶瓷、塑料、非金屬礦物）固體粉末混合而成。按照復(fù)合粉末的結(jié)構(gòu)，一般分為包覆型、非包覆型和燒結(jié)型。包覆型復(fù)合粉末的芯校被包覆材料完整地包覆著；非包覆型粉末的芯核被包覆材料包覆程度是不均勻和不完整的。 34 復(fù)合粉末結(jié)構(gòu)示意圖（Ni/Al為Ni包Al，余同） 35絲材純金屬絲材Zn、Al、Cu、Ni、Mo等合金絲材 Zn-Al-Pb-Sn、Cu合金、巴氏合金、Ni合金、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼復(fù)合絲材 金屬包金屬（鋁包鎳、鎳包合金）、金屬包陶瓷（金屬包碳化

16、物、氧化物等）、塑料包覆（塑料包金屬、陶瓷等）粉芯絲材 7Cr13、低碳馬氏體等棒材陶瓷棒材 Al2O3、TiO2、Cr2O3、Al2O3-MgO、Al2O3-SiO2粉末純金屬粉 Sn、Pb、Zn、Ni、W、Mo、Ti合金粉 低碳鋼、高碳鋼、鎳基合金、鈷基合金、不銹鋼、鈦合金、銅基合金、鋁合金、巴氏合金自熔性合金粉 鎳基（NiCrBSi）、鈷基（CoCrWB、CoCrWBNi）、鐵基（FeNiCrBSi）、銅基陶瓷、金屬陶瓷粉 金屬氧化物（Al系、Cr系和Ti系）、金屬碳化物及硼氮、硅化物等包覆粉 鎳包鋁、鋁包鎳、金屬及合金、陶瓷、有機(jī)材料等復(fù)合粉 金屬+合金、金屬+自熔性合金、WC或WC-

17、Co+金屬及合金、WC-Co+自熔性合金+包覆粉、氧化物+金屬及合金、氧化物+包覆粉、氧化物+氧化物、碳化物+自熔性合金、WC+Co等塑料粉 熱塑料粉末（聚乙烯、聚四氟乙烯、尼龍、聚苯硫醚）、熱固性粉末（酚醛、環(huán)氧樹(shù)脂）、樹(shù)脂改性塑料（塑料粉中混入填料，如MoS2、WS2、Al粉、Cu粉、石墨粉、石英粉、云母粉、石棉粉、氟塑粉等）36（1） 要把實(shí)用性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性結(jié)合起來(lái)考慮，盡量選擇合理的噴涂材料。（2） 對(duì)于重要的部件以獲得最優(yōu)涂層性能為準(zhǔn)則；不十分重要的部件則以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益為準(zhǔn)則。（3） 根據(jù)工件的工作環(huán)境選擇合適的工作涂層。（4） 為滿(mǎn)足噴涂工件的使用要求，可采用復(fù)合涂層和梯

18、度涂層。熱噴涂材料的選材原則37 質(zhì)量控制要素（4M）：設(shè)備（Machine）、材料（Materials）、工藝（Methods）和人員（Man）。 熱噴涂工藝流程包括基材表面預(yù)處理、熱噴涂、后處理和精加工等過(guò)程。4.3 熱噴涂工藝3839（1） 凈化處理：清除表面污垢。（2） 粗化處理：提高涂層與基體之間的結(jié)合牢度。4.3.1 基材表面預(yù)處理 粗化處理可提高涂層結(jié)合強(qiáng)度的理由是：1） 提供表面壓應(yīng)力；2） 提供與涂層顆?；ユi機(jī)會(huì)；3） 增大結(jié)合面積；4） 凈化表面。 401） 表面噴砂，使其粗糙度為Ra3.212.5m；粗化處理的方法412） 開(kāi)槽；424） 噴涂粘結(jié)底層。3） 電火花拉毛；

19、434.3.2 預(yù)熱 工件噴涂前要進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的作用有:提高工件表面與熔粒的接觸溫度，有利于熔粒的變形和相互咬合以及提高沉積率；使基體產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臒崤蛎?，在噴涂后隨涂層一起冷卻，減少兩者收縮量的差別，降低涂層的內(nèi)應(yīng)力；去除工件表面的水分。預(yù)熱溫度不宜過(guò)高，對(duì)于普通鋼材一般控制在100150為宜。可直接用噴槍預(yù)熱，但要使用中性焰或輕微碳化焰，也可采用電阻爐預(yù)熱，工件溫度均勻、表面不產(chǎn)生水汽。44工件表面處理好之后要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行噴涂。為增加涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，一般在噴涂工作之前，先噴涂一層厚度約0.100.15 mm的放熱型的鎳包鋁或鋁包鎳粉末作為打底層，打底層不宜過(guò)厚，如超過(guò)0.2

20、MM不但不經(jīng)濟(jì)，而且結(jié)合強(qiáng)度下降。噴涂鎳鋁復(fù)合粉末時(shí)應(yīng)使用中性焰或輕微碳化焰，另外選用的粉末粒度號(hào)在180250為宜，以避免產(chǎn)生大量煙霧導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度下降。4.3.3 噴涂45 封孔處理的目的：（1） 防止或阻止涂層界面處的腐蝕；（2） 在某些機(jī)械部件中防止液體和壓力的密封泄露；（3） 防止污染或研磨碎屑碎片進(jìn)入涂層；（4） 保持陶瓷涂層的絕緣強(qiáng)度。 封孔處理是在噴涂之后、機(jī)加工之前進(jìn)行。4.3.4 涂層的后處理（封孔處理）46常用封孔劑474.4.1 火焰噴涂 用氧乙炔氣體作為加熱源，用燃?xì)饣蚨栊詨嚎s氣體霧化并加速?lài)娡坎牧?，在基材表面沉積形成涂層。 火焰噴涂包括線(xiàn)材火焰噴涂和粉末火焰噴涂。4.

21、4 熱噴涂方法48常用的火焰噴涂材料及用途49線(xiàn)材火焰噴涂設(shè)備示意圖和噴涂槍。1. 線(xiàn)材火焰噴涂線(xiàn)材火焰噴涂原理圖。50 粉末火焰噴涂的基本原理和噴涂槍。2. 粉末火焰噴涂51 工藝流程工件表面預(yù)處理預(yù)熱噴涂打底層噴涂工作層后處理。 a) 預(yù)熱目的：1） 去除工件表面的水分；2） 提高工件表面與熔粒的接觸溫度；3） 降低涂層冷卻速度，減小涂層內(nèi)應(yīng)力。 預(yù)熱溫度一般控制在150300為宜?？芍苯佑脟姌岊A(yù)熱。3. 火焰噴涂工藝52b) 噴涂 需打底層時(shí)，可在噴涂工作層之前用鉬或放熱型的鎳包鋁、鋁包鎳粉末先噴涂一層厚度約0.100.15mm的打底層。 嚴(yán)格控制噴涂材料的供給速度、噴涂距離（10015

22、0mm）、每道涂層的厚度（0.10.15mm）、噴槍與工件的移動(dòng)速度（718mmin）和層間溫度（85MPa）。2） 涂層致密（最高密度可達(dá)99.9）。3） 工件表面溫度低。4） 效率非常低，運(yùn)行成本高，只用于含碳化物涂層的噴涂。3. 爆炸噴涂特點(diǎn)681） 航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈦合金風(fēng)扇葉片阻尼臺(tái)上用爆炸噴涂0.25mn厚的WC，壽命提高10倍；2） 燃燒室的定位卡環(huán)上噴一層0.12mm厚Cr3C2，壽命提高7倍。4. 爆炸噴涂應(yīng)用69各種熱噴涂方法比較70 對(duì)涂層結(jié)合力要求不高，噴涂材料熔點(diǎn)2500，可采用火焰噴涂。 對(duì)涂層性能要求較高，噴涂高熔點(diǎn)材料時(shí)時(shí)，應(yīng)采用等離子噴涂。 工程量大的金屬?lài)娡渴┕ぷ?/p>

23、好采用電弧噴涂。 要求高結(jié)合力、低孔隙度的金屬、合金及以某些金屬陶瓷涂層可采用超音速火焰噴涂。 對(duì)于批量大的工件，宜采用自動(dòng)噴涂。4.4.5 噴涂工藝的選擇原則和應(yīng)用711. 噴涂耐腐蝕涂層(1) 鋁、鋅及其合金涂層：鋅、鋁的腐蝕電極電位高于鐵，涂層有保護(hù)作用，可用于橋梁、鐵塔等大型部件的防腐處理(在鋅中加鋁可提高涂層的耐蝕性能，若鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30，則耐蝕性最佳) 。(2) 不銹鋼涂層：不銹鋼電極電位比鐵高，易在涂層孔隙處產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，所以噴涂后必須封孔處理。(3) 塑料涂層：用于化工、食品等行業(yè)。熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用72(1) 用于耐磨的涂層：1) 涂層硬度超過(guò)磨料硬度：如氧化鋁陶瓷涂層或鎳

24、基、鈷基碳化鎢涂層。用于軋輥、螺旋送料器等部件。(2) 用于修復(fù)的涂層：噴涂鐵基或鎳基耐磨合金涂層 。2 . 噴涂耐磨涂層73(1) 抗高溫氧化的涂層：如超音速火焰噴涂Cr2C3-NiCr涂層；用等離子噴涂氧化鋁陶瓷涂層。(2) 熱障涂層：使金屬基體與高溫環(huán)境隔離，保持金屬構(gòu)件的力學(xué)性能。3. 噴涂耐高溫涂層74（1）生物相容性涂層：在種植體(不銹鋼等)表面用等離子噴涂一層生物相容性好的羥基磷灰石涂層，生物組織可以長(zhǎng)入涂層中的孔隙中，與種植體形成牢固的結(jié)合。4. 噴涂功能涂層755. 裝飾766. 汽車(chē)制造777 航空航天78熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng) 791. 外觀(guān) 涂層應(yīng)無(wú)剝離、裂紋、大的

25、變形等宏觀(guān)缺陷。2. 涂層的硬度 用布氏、洛氏、維氏和顯微硬度法測(cè)量涂層硬度。4.4.6 熱噴涂的涂層質(zhì)量評(píng)定80（1） 直接測(cè)量法：用卡尺或在顯微鏡下測(cè)量。（2） 測(cè)厚儀測(cè)量法：1） 渦流法：利用高頻磁場(chǎng)引起金屬內(nèi)部渦流，渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)又影響探頭的阻抗，測(cè)量其阻抗值就可確定涂層的厚度。2） 磁性法：根據(jù)非磁性涂層對(duì)探頭磁通量的變化值來(lái)測(cè)量。3. 涂層的厚度81（1）涂層拉伸結(jié)合強(qiáng)度：制備試樣，涂層厚度大于0.38mm。用粘結(jié)劑把試樣粘結(jié)在一起，然后將其拉斷，拉伸結(jié)合強(qiáng)度： b FA0式中，b 為涂層結(jié)合強(qiáng)度；F為試樣斷裂載荷；A0為試樣涂層面積。4. 涂層結(jié)合強(qiáng)度82（2）涂層剪切強(qiáng)度：用粘

26、結(jié)劑將涂層A粘在B上(a)，然后拉伸使涂層與基材分離；或用(b)方法在材料試驗(yàn)機(jī)上緩慢加壓，直至涂層被剪切剝離，此時(shí)涂層的剪切強(qiáng)度F： 式中，P涂層剪切剝離時(shí)的載荷；D試樣末噴涂前的直徑；L涂層在試樣上的寬度。83（3）涂層的彎曲強(qiáng)度：將涂層試樣彎曲到一定角度時(shí)，涂層開(kāi)始出現(xiàn)龜裂的彎曲角度就是涂層的彎曲強(qiáng)度。84式中，m涂層材料密度（m可從相關(guān)手冊(cè)中查得）。5. 涂層的孔隙度（1）計(jì)算法：按圖加工涂層試樣并稱(chēng)重，涂層密度c： 式中G試樣重量；s 基材密度；Vs基材體積；Vc涂層體積。 根據(jù)c算出涂層孔隙度 孔隙度856. 涂層的金相檢測(cè) 用金相觀(guān)察涂層的組織、涂層與基體的結(jié)合程度、涂層中的微觀(guān)

27、缺陷等。（2） 金相法：用金相顯微鏡中的柵格測(cè)定孔隙所占的格數(shù)，與總視場(chǎng)格數(shù)的比值即為涂層的孔隙度。（3） 試劑法和 高壓放電法。861910年：線(xiàn)材火焰噴涂技術(shù)；20年代：電弧絲噴涂技術(shù)；50年代：爆炸噴涂和等離子噴涂技術(shù)；60年代：自熔性合金粉末火焰、等離子噴涂和噴焊技術(shù)；80年代：超音速火焰噴涂技術(shù)；90年代：激光熔覆技術(shù)。4.4.7 熱噴涂技術(shù)的發(fā)展過(guò)程8760年代以來(lái)主要噴涂方法的應(yīng)用比例 88（1） 大功率高熱焓等離子噴涂，提高噴涂效率，降低成本。（2） 精密?chē)娡考夹g(shù)。（3） 用熱噴涂法部分代替鍍硬鉻的工藝。（4） 新型熱障涂層，如噴涂0.3mm的MCrAlY熱障涂層可使基材溫度降

28、低200300。（5） 噴涂新材料，如納米涂層材料、非晶態(tài)涂層材料。（6） 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，提高生產(chǎn)效率，減少工作強(qiáng)度。 熱噴涂技術(shù)主要發(fā)展動(dòng)向89（7） 在較低溫度下具有高速飛行的噴涂，如脈沖放電線(xiàn)爆噴涂）和冷噴涂技術(shù) 。 熱噴涂技術(shù)主要發(fā)展動(dòng)向90一、熱噴焊的特點(diǎn) 用熱源將涂層材料重熔，涂層內(nèi)顆粒之間、涂層與基體之間形成無(wú)孔隙的冶金結(jié)合。4.5 熱噴焊工藝與特點(diǎn)911）工件表面溫度：噴涂時(shí)工件表面溫度900。2）結(jié)合狀態(tài)：噴涂層以機(jī)械結(jié)合為主；噴焊層是冶金結(jié)合。3）粉末材料：噴焊用自熔性合金粉末，噴涂粉末不受限制。4）涂層結(jié)構(gòu)：噴涂層有孔隙，噴焊層均勻致密無(wú)孔隙。5）承載能力：噴焊層可承受沖擊載荷和較高的接觸應(yīng)力。熱噴焊工藝與熱