熱噴涂技術(shù)綜述

1、熱噴涂綜述熱噴涂綜述一、熱噴涂的定義一、熱噴涂的定義熱噴涂技術(shù)，是采用某種高溫?zé)嵩矗瑢⒂扛驳耐繉硬牧先刍蛑辽佘浕?，并用氣體使之霧化成微細(xì)液滴或高溫顆粒，高速?lài)娚涞浇?jīng)過(guò)預(yù)處理的基體表面形成涂層的技術(shù)。當(dāng)熱源的比能量足以使基體表面發(fā)生薄層熔化，與噴射的熔融顆粒形成完全致密的冶金結(jié)合涂層時(shí)，稱(chēng)為熱噴焊，簡(jiǎn)稱(chēng)噴焊。使用高溫?zé)嵩矗缪酢扇細(xì)怏w燃燒火焰、電弧、等離子電弧、激光束、爆炸能等，是熱噴涂技術(shù)區(qū)別于其他噴涂方法和表面涂覆方法的主要特

2、征。不同熱源的最高溫度列于附表。附表：不同熱源的最高溫度附表：不同熱源的最高溫度熱源氧－乙炔氫原子氧－氫氧－煤氣空氣－乙炔空氣－煤氣氧－乙炔爆炸電弧等離子弧最高溫度，℃3100400027002000232515303300600011000二、熱噴涂技術(shù)的特點(diǎn)二、熱噴涂技術(shù)的特點(diǎn)采用熱噴涂技術(shù)，制備各種表面強(qiáng)化和表面防護(hù)涂層，具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。(1)(1)能夠噴涂的材料范圍特別廣，包括各種金屬及合金、陶瓷及金屬陶瓷、塑料、非金屬礦物

3、等幾乎所有固態(tài)工程材料。因而能夠制備耐磨、減摩、耐蝕、耐高溫、抗氧化、絕緣、導(dǎo)電、催化、輻射、防輻射、抗干擾、超導(dǎo)、非晶態(tài)及生物功能等各種功能涂層；(2)(2)能夠在多種基體材料上形成涂層，包括金屬基體、陶瓷基體、塑料基體、石膏、木材甚至紙板上都能?chē)娡浚粐娡康牟牧戏秶彩謴V泛；(3)(3)一般不受被噴涂工件尺寸和施工場(chǎng)所的限制，既可廠內(nèi)施工，也可現(xiàn)場(chǎng)施工；(4)(4)涂層沉積效率較高，特別適合沉積薄膜涂層。涂層厚度可以控制，從幾十微

4、米到幾毫米甚至可厚達(dá)20mm；(5)(5)除噴焊外，熱噴涂施工對(duì)基體的熱影響很小，基體受熱溫度不超過(guò)200℃，基體不會(huì)發(fā)生變形和性能變化；(6)(6)在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的前提下，制件基體可以采用普通材料代替貴重材料，僅涂層使用優(yōu)質(zhì)材料，使“好鋼用在刀刃上”；(7)(7)熱噴涂施工藝靈活，方便，迅速，適應(yīng)性強(qiáng)。當(dāng)然，熱噴涂技術(shù)也有如下一些缺點(diǎn)。(1)(1)除噴焊外，熱噴涂涂層與基體的結(jié)合主要是物理機(jī)械結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度不大高，涂層耐沖擊和重載性能

5、較差；(2)(2)噴涂涂層含有不同程度的孔隙，對(duì)于耐腐蝕、抗氧化、絕緣等應(yīng)用，一般不如整體材料。但可通過(guò)復(fù)合涂層系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方法予以改進(jìn)提高；(3)(3)噴涂小件時(shí)，涂層材料的收得率低；四、四、熱噴涂層的應(yīng)用范圍熱噴涂層的應(yīng)用范圍１、耐磨損１、耐磨損——熱噴涂技術(shù)在高溫和低溫下最大的應(yīng)用領(lǐng)域。這類(lèi)涂層具體分為以下幾種：熱噴涂技術(shù)在高溫和低溫下最大的應(yīng)用領(lǐng)域。這類(lèi)涂層具體分為以下幾種：（1）耐粘著磨損或劃傷）耐粘著磨損或劃傷——兩個(gè)表面相對(duì)

6、滑動(dòng)，兩個(gè)表面相對(duì)滑動(dòng)，碎屑從一個(gè)表面粘到另一個(gè)表面時(shí)，發(fā)生粘碎屑從一個(gè)表面粘到另一個(gè)表面時(shí)，發(fā)生粘著磨損或劃傷。專(zhuān)用典型涂層為鈷基碳化鎢、碳化鉻著磨損或劃傷。專(zhuān)用典型涂層為鈷基碳化鎢、碳化鉻鎳鉻涂層。鎳鉻涂層。（2）耐磨粒磨損）耐磨粒磨損——當(dāng)較硬表面在較軟表面上滑動(dòng)，而且兩表面之間存在磨損時(shí)，當(dāng)較硬表面在較軟表面上滑動(dòng)，而且兩表面之間存在磨損時(shí)，發(fā)生磨粒發(fā)生磨粒磨損。當(dāng)纖維和絲線在表面高速通過(guò)時(shí)，也發(fā)生磨粒磨損。專(zhuān)有典型涂層為鈷基鎳

7、鉻合金、自磨損。當(dāng)纖維和絲線在表面高速通過(guò)時(shí)，也發(fā)生磨粒磨損。專(zhuān)有典型涂層為鈷基鎳鉻合金、自熔合金混合鉬、氧化鉻涂層。熔合金混合鉬、氧化鉻涂層。（3）耐微振磨損）耐微振磨損——重復(fù)加載和卸載產(chǎn)生周期應(yīng)力導(dǎo)致表面開(kāi)裂和大面積脫落。重復(fù)加載和卸載產(chǎn)生周期應(yīng)力導(dǎo)致表面開(kāi)裂和大面積脫落。專(zhuān)用典型涂專(zhuān)用典型涂層為氧化鋁層為氧化鋁二氧化鈦涂層。二氧化鈦涂層。（4）耐氣蝕磨損）耐氣蝕磨損——液體流動(dòng)在表面產(chǎn)生機(jī)械沖擊。液體流動(dòng)在表面產(chǎn)生機(jī)械沖擊。專(zhuān)用

8、典型涂層為鋁青銅涂層。專(zhuān)用典型涂層為鋁青銅涂層。（5）耐沖蝕磨損）耐沖蝕磨損——?dú)怏w或液體攜帶粒子高速?zèng)_擊表面時(shí)，發(fā)生沖蝕磨損。氣體或液體攜帶粒子高速?zèng)_擊表面時(shí)，發(fā)生沖蝕磨損。專(zhuān)用典型涂層為專(zhuān)用典型涂層為氧化鋁氧化鋁二氧化鈦、氧化鋁涂層二氧化鈦、氧化鋁涂層２、耐高溫抗氧化２、耐高溫抗氧化——這類(lèi)涂層抗化學(xué)或物理分解，改善零件的高溫性能。這類(lèi)涂層分為以下這類(lèi)涂層抗化學(xué)或物理分解，改善零件的高溫性能。這類(lèi)涂層分為以下幾種：幾種：（1）熱障涂

9、層）熱障涂層——在零件和高溫環(huán)境之間充當(dāng)熱屏障。在零件和高溫環(huán)境之間充當(dāng)熱屏障。典型涂層為用氧化釔做穩(wěn)定化處理的典型涂層為用氧化釔做穩(wěn)定化處理的氧化鋯涂層。氧化鋯涂層。（2）抗高溫氧化涂層）抗高溫氧化涂層——保護(hù)基體抗高溫氧化。典型涂層為鎳保護(hù)基體抗高溫氧化。典型涂層為鎳鉻涂層。鉻涂層。（3）耐熱腐蝕涂層）耐熱腐蝕涂層——保護(hù)暴露在熱腐蝕性氣體中的基體。典型涂層為鎳保護(hù)暴露在熱腐蝕性氣體中的基體。典型涂層為鎳鉻涂層。鉻涂層。3、防腐蝕涂

10、層、防腐蝕涂層——選擇這類(lèi)涂層比較復(fù)雜，因?yàn)榱慵诜蹱顟B(tài)，選擇這類(lèi)涂層比較復(fù)雜，因?yàn)榱慵诜蹱顟B(tài)，環(huán)境溫度和各種介質(zhì)對(duì)涂層材料都有一定環(huán)境溫度和各種介質(zhì)對(duì)涂層材料都有一定的要求，一般采用鈷基合金、鎳基合金和氧化物陶瓷等作為涂層材料，通過(guò)提高涂層的致密性，堵住腐蝕介的要求，一般采用鈷基合金、鎳基合金和氧化物陶瓷等作為涂層材料，通過(guò)提高涂層的致密性，堵住腐蝕介質(zhì)的滲透；合理選擇涂層材料與零件基材的氧化質(zhì)的滲透；合理選擇涂層材料與零件基材

11、的氧化還原電位，防止電化學(xué)腐蝕，涂敷抑制腐蝕的封孔劑。還原電位，防止電化學(xué)腐蝕，涂敷抑制腐蝕的封孔劑。4、導(dǎo)電涂層或絕緣涂層、導(dǎo)電涂層或絕緣涂層——這類(lèi)涂層又分為以下幾種：這類(lèi)涂層又分為以下幾種：（1）導(dǎo)電涂層）導(dǎo)電涂層——專(zhuān)用典型涂層為銅涂層。專(zhuān)用典型涂層為銅涂層。（2）絕緣涂層）絕緣涂層——專(zhuān)用典型涂層為氧化鋁涂層。專(zhuān)用典型涂層為氧化鋁涂層。（3）屏蔽涂層）屏蔽涂層——抗電磁干擾（抗電磁干擾（EMIEMI）或高頻干擾（）或高頻干擾（

12、RFIRFI）專(zhuān)用典型涂層為銅涂層。）專(zhuān)用典型涂層為銅涂層。5、恢復(fù)尺寸涂層、恢復(fù)尺寸涂層——這類(lèi)涂層主要用于修補(bǔ)因磨損或加工超差的零件。這類(lèi)涂層主要用于修補(bǔ)因磨損或加工超差的零件。對(duì)涂層材料的選擇主對(duì)涂層材料的選擇主要取決于零件的使用要求。要取決于零件的使用要求。6、間隙控制涂層、間隙控制涂層——這類(lèi)涂層提供緊密的封嚴(yán)間隙，這類(lèi)涂層提供緊密的封嚴(yán)間隙，顯著提高設(shè)備性能和運(yùn)轉(zhuǎn)效率。與配合顯著提高設(shè)備性能和運(yùn)轉(zhuǎn)效率。與配合零件接觸時(shí)，涂層