热喷涂基础知识总结.doc

1.热喷涂的定义：热喷涂是将喷涂材料加热熔融并雾化，然后高速喷射到基材表面，形成具有足够粘着强度的所需涂层的工艺。2.热喷涂工艺具有如下特点：（1）可以在各种材料上喷涂涂层，如在金属、陶瓷、玻璃、木材、塑料、石膏、布和纸等材料的表面均能进行喷涂；（2）可喷涂的材料极为广泛，几乎包括所有的固态工程材料，如各种金属、陶瓷、塑料、金属、非金属矿物及这些材料组合成的复合粉末材料等；（3）采用复合涂层等工艺，可以将性能截然不同的两种以上的材料制成具有优异综合性能的涂层，如耐蚀、耐磨减摩、耐热绝热、抗氧化、导电、绝缘、密封、节能、辐射及防辐射以及其它特殊功能的涂层；（4）一般不受被喷涂工件尺寸的限制和施工场所的限制，既可以对大型构件表面进行大面积喷涂，也可以在指定的局部表面进行喷涂；既可以在工厂室内施工，也可以在户外现场施工，十分灵活；（5）喷涂层厚度可以控制，从几十微米到几个毫米，耗用的材料少，因而花钱少，收效大；（6）喷涂操作的程序较少，喷涂施工时间短、效率高，比较经济、易于推广；（7）在热喷涂过程中，基体材料的受热程度可以控制，等离子喷涂时，基体材料的温度不会超过 ，因此，基体的变形很小，对基体材料的组织几乎没有影响；（8）喷涂层的耐磨性很高，它的硬度可以根据所使用的材料类型调整到比较高的范围。3. 大体上可以把热喷涂方法分为火焰喷涂法、爆炸喷涂法、超音速喷涂法，电弧喷涂法、等离子喷涂法和激光喷涂法等。（1）火焰喷涂是最早的一种喷涂方法，它利用氧和可燃性气体的燃烧火焰，把焊丝、焊棒或粉末状的喷涂材料加热，使共在熔融或接近熔融的状态下喷向基体材料表面而形成涂层。火焰喷涂具有设备简单，工艺成熟，操作灵活，投资少，见效快等优点。采用火焰喷涂法技术，可以制备各种纯金属、合金，陶瓷及塑料等涂层，是国内目前最常用的喷涂方法之一。（2）爆炸喷涂法是一项技术难度较大，工艺性能较强的新技术，它利用氧和可燃性气体（乙炔等）的混合气体，经点火后在喷枪中形成爆炸高温（温度在 以上），加热喷涂材料（微细粉末），并利用爆炸波产生的高压，把喷涂材料高速地喷向基体表面而形成涂层。颗粒速度大，是爆炸喷涂区别于火焰喷涂的主要特点。它的速度超过音速 倍，并产生冲击波。它使涂层更加致密，气孔率更低，从而得到了结合强度大、硬度高，抗磨损能力强的涂层。（3）超音速火焰喷涂又叫高速氧燃料喷涂，是本世纪 年代才出现的一种高能喷涂方法。它采用燃料气和氧气在混合室内混合后送入燃烧室中，将燃烧室内压力调到后。使气体燃烧。为防止氧化，用氮气经喷枪中心孔把粉末送入燃烧室。在喷嘴出口处，能得到大约 倍于音速的火焰，火焰温度达 。（4）电弧喷涂是在两根焊丝状的金属材料之间产生电弧，因电弧产生的热使金属焊丝逐步熔化，熔化部分被压缩空气气流喷向基体表面而形成涂层。电弧喷涂设备与火焰喷涂设备相似，具有成本低，一次性投资少等优点，使用也方便。但喷涂材料必须是导电的焊丝，因此，只能使用金属，从而对陶瓷材料就难于进行喷涂，限制了电弧喷涂应用范围的扩大。（5）等离子喷涂是采用等离子喷枪产生的等离子喷流，把数微米至数十微米的金属陶瓷等单一或者混合粉末加热和加速，在熔融或接近熔融的状态下喷向母体材料的表面而形成涂层。有以 Ar、He、N2、H2等气体作为工作气体的气体等离子喷涂，还有把水分解成氧、氢而作为工作气体的平均等离子喷涂。等离子弧产生的温度可达 ，喷流速度达 ，因而可喷制各种高熔点、耐磨、耐热的涂层。该涂层具有较高的结合强度，涂层特性好，尺寸也容易控制，尤其适合陶瓷材料的喷涂。国内外已有数百种材料用等离子进行喷涂，所得的涂层具有抗蚀、抗氧化、耐磨损擦伤，助滑、助粘结、防辐射和绝热等功能。等离子喷涂是热喷涂工艺中最万能的工艺，这是因为其工艺温度最高，喷涂过程可以在不同的气氛和不同的压力下实现，目前已发展到空气、低压（或真空）、高压、惰性气体以及水下环境的应用，对环境的适应能力强是等离子喷涂的最大优点之等离子喷涂法主要有大功率等离子喷涂，低压（或真空）等离子喷涂和水稳等离子喷涂方法。（6）激光喷涂的原理是把焊丝顶端（或粉末）用高能密度的激光束加热，熔融、再用喷出的高压气体使熔融部分粒子化，并喷向母材表面而形成涂层。激光喷涂在采用焊丝作为喷涂材料时，最重要的条件就是使熔融丝材微细化并均匀地喷飞。这就需要分别调节并平衡激光输出功率，焊丝送给速度。高压气体的种类和压力等各项条件。激