熱噴涂涂層工業(yè)應用介紹

1、熱噴涂涂層工業(yè)應用介紹隨著涂層新材料和新工藝的不斷涌現，熱噴涂涂層已在國民經濟各個工業(yè)部門廣泛地應用。加之現代計算機技術、傳感測試技術、自動化及機器人技術、真空技術與熱噴泉涂技術的結合和滲透，使得熱噴涂技術的深入發(fā)展和工業(yè)規(guī)?；a均有大幅度的進步和提高。對未來熱噴涂發(fā)展的方向以及市場與工業(yè)規(guī)模的預測為：技術附加值高、效益好的如生物工程，航空航天，工、模具，電子工業(yè)等，但規(guī)模相對較小；要求成本低的大規(guī)模產業(yè)如汽車工業(yè)和鋼結構，但技術附加

2、值低；應用面最廣的仍是機械工業(yè)，包括石油化工、輕紡、能源、冶金、航空、汽車等也均屬此范疇。熱噴涂技術能賦予各類機械產品，特別是關鍵零部件許多特種功能涂層，形成復合材料結構具有的綜合作用，真正做到了“好鋼用在刀刃上”，是材料科學表面技術發(fā)展的一個方向。但熱噴涂技術僅通過涂層在機械產品基體表面獲得一定的特殊功能，而不能代替基材或提高產品的結構性能。鋼鐵長效防腐蝕涂層由于鋅、鋁、鋅鋁、鋁鎂涂層的電極電位均負于鋼鐵，故對鋼鐵結構能起到陰極保護作

3、用。從20世紀40年代起，國外已將它們噴涂于鋼鐵構件上作為長效抗腐涂層。國內自70年代起開始推廣應用，迄今成功的實例不勝枚舉。目前大面積鋼結構噴涂鋅、鋁涂層一般采用電弧噴涂工藝，局部輔助以氧乙炔火焰線材噴涂補遺?，F在國內每年采用熱噴涂大面積施工工程均在數百萬平方米以上。鋼結構噴鋅、鋁長效防護涂層的應用應用領域應用實例鋼結構塔架廣播電視發(fā)射塔，高壓輸電鐵塔，微波通訊發(fā)射塔，海上導航燈塔，鋼結構建筑塔架等水工鋼結構大型水閘門，大壩鋼結構預埋

4、件，防污柵欄，供水塔，高層建筑飲用水箱，碼頭鋼樁，大型水處理塔等橋梁鋼結構橋梁，鋼管混凝土拱橋，斜拉索橋梁鋼筋、鋼繩及鞍座，立交橋鋼廂梁，橋梁的拉桿、護欄石油儲運罐車，罐船，球罐，儲槽，油箱化工碳化塔，熱交換器，循環(huán)水槽及管道，煙囪等大型機械龍門吊車，電站風機、除塵器，消聲器，原子反應堆外圍設備，標誰件退火鋼包，煤礦井筒框架等艦船及海洋艦船船體及甲板，煙囪，艦載炮塔，雷達天線，船內動力機房，油艙，淡水艙，海洋平臺，桅桿等城市設施人行天橋

5、，高速公路隔離護欄，大型體育館鋼結構，燈桿，鋼制門窗，給排水地下球鐵鑄管，天然氣管道等鋅、鋁、鋅鋁、鋁鎂涂層用于長效防護雖然均能大幅度提高鋼結構抗環(huán)境腐蝕能力，但根據涂層材料的性能以及所應用的環(huán)境對象也有所選擇。如鋅在常溫下電位負于鋼鐵、可作為犧牲陽極的陰極涂層保護鋼鐵。但當環(huán)境溫度高于60℃時，鋅的電極電位發(fā)生了逆轉，僅而比鋼鐵正，失去了陰極保護作用。其次，僅用噴涂層保護鋼鐵是不夠的，由于噴涂層存在孔隙，腐蝕介質的侵蝕，縮短了涂層應有

6、的防護壽命。在噴涂層表面施加與其性能匹配又能適應環(huán)境的有機涂層進行封孔和復合保護，使金屬基體完全與環(huán)境腐蝕介質隔離，能成倍地延長鋼結構的使用壽命。典型應用事例如下。（1）大型水工鋼結構閘門水工閘門及其鋼結構輔助設施是熱噴涂大面積防護應用最廣的對象?；诿绹附訉W會19年的環(huán)境腐蝕試驗和我國正在進行尚未完成的30年大氣腐蝕試驗已表明；熱噴涂鋅、鋁為了提高汽車的性能減少汽車的能耗和適應環(huán)保要求熱噴涂技術在汽車制造行業(yè)有了較大的發(fā)展.由于汽車

7、工業(yè)屬大工業(yè)化生產一個成熟的工藝技術往往形成的批量生產是很可觀的.目前已形成批量產品的有同步環(huán)、活塞環(huán)發(fā)動機的氣門挺桿以及氧敏傳感器探頭等部件的熱噴涂，其他許多部件仍在工業(yè)性試驗中，或尚未形成批量生產，下表給出汽車工業(yè)零部件采用涂層材料和工藝。表汽車零部件涂層工藝和材料零部件名稱基材涂層材料噴涂工藝功能與作用鋁合金氣門挺桿鋁合金Fe0.8%電弧噴涂減輕質量減摩抗擦傷發(fā)動機缸體A1Si合金鋁合金等離子噴涂減輕質量減摩、抗擦傷增壓器殼鋁合金

8、抗磨涂層等離子噴涂抗磨、提高工作效率同步環(huán)鋼A1Si50%Mo等離子噴涂搞磨、比Mo成本低活塞環(huán)合金鋼、鑄鐵、不銹鋼Cr3C220%NiCrHVOF代替鍍Cr層剎車盤鋼氧化鋯等離子噴涂抗磨、高隔熱性分電器轉子鋼A12O3TiO2等離子噴涂低噪音、低成本轉矩傳感器鋁合金Fe3O4等離子噴涂磁性傳感材料氧敏傳感器鉑氧化鋯A12O3MgO等離子噴涂保護探頭環(huán)保排氣管鋼鋁電弧噴涂耐高溫煙氣腐蝕排氣閥鋼CoCrWBSi等離子噴焊耐高溫燃氣腐蝕從表

9、中可見，為了減輕整車質量達到降低能耗，逐步采用鋁合金取代傳統金屬材料，同時還要保持或提高原設計和選用材料的性能。因此，在鋁合金上制備不同涂層的熱噴涂技術，目前正針對不同需求開展研究，其次，非傳統的功能性涂層，如高隔熱涂層、低噪聲涂層、磁性傳感功能涂層、高精度抗蝕涂層、代鉻涂層均有較好的應用前景。再者，等離子噴涂工藝在汽車制造工業(yè)中仍有強勁的生命力，且對其自動化、智能化、高精度、高效率要求越來越高，其原因是應適合汽車零部件生產大批量、低成

10、本、高質量的要求。造船工業(yè)的應用，除了船用動力系統的排氣閥，活塞環(huán)、缸套等部件按類似汽車工業(yè)的要求進行熱噴涂處理強化外，典型的應用是采用低壓等離子噴涂鎳鈦合金制備螺旋槳抗空蝕涂層。使用壽命比鋁青銅提高了4倍，已在海軍用小型船舶螺旋槳上獲得應用。船舶的維修和關鍵的尺寸修復，在工藝上是可行的，且附加值高，值得特別重視。例如大型船舶的艉軸、軸承座，發(fā)電機、舵機、錨機等輔機軸，各種閥門密封面、泵軸套、柱塞、機械密封壞等運動部件。往往由于關鍵部位

11、磨損超差，不能使用，針對部件材質、磨損形式和使用條件，采取適當涂層進行修復，經濟效益十分可觀。航道疏浚用的挖泥船，大量零部件如泥斗、耙頭、鉸刀、鏟刀、鏟齒、泥泵葉輪等被泥沙磨損需修復，較原部件提高壽命達數倍，效果十分明顯。航空、航天工業(yè)中的應用熱噴涂技術在航空、航天工業(yè)中應用歷史久，范圍廣，涂層品種多，而且技術含量高。盡管航空、航天中飛機發(fā)動機、宇宙火箭等工作條件十分惡劣，對涂層可靠性要求非?？量?，但當代航空發(fā)動機中一半以上的零件都有涂