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　　1、热喷涂技术概述总论众所周知,除少数贵金属外,金属材料会与周围介质发生化学反应和电化学反应而遭受腐蚀。此外,金属表面受各种机械作用而引起的磨损也极为严重。大量的金属构件因腐蚀和磨损而失效,造成极大的浪费和损失。据一些工业发达国家统计,每年钢材因腐蚀和磨损而造成的损失约占钢材总产量的10%,损失金额约占国民经济总产值的24%。如果将因金属腐蚀和磨损而造成的停工、停产和相应引起的工伤、失火、爆炸事故等损失统计在内的话,其数值更加惊人。因此,发展金属表面防护和强化技术,是各国普遍关心的重大课题。随着尖端科学和现代工业的发展,各工业部门越来越多地要求机械设备能在高参数(高温、高压、高速度和高度自动化)和

　　2、恶劣的工况条件(如严重的磨损和腐蚀)下长期稳定的运行。因此,对材料的性能也提出更高要求。采用高性能的高级材料制造整体设备及零件以获得表面防护和强化的效果,显然是不经济的,有时甚至是不可能的。所以,研究和发展材料的表面处理技术就具有重大的技术和经济意义。而表面处理技术也在这种需求的推动下获得了飞速的发展和提高。热喷涂技术就是这种表面防护和强化的技术之一,是表面工程中一门重要的学科。所谓热喷涂,就是利用某种热源,如电弧、等离子弧、燃烧火焰等将粉末状或丝状的金属和非金属涂层材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰流本身的动力或外加的高速气流雾化并以一定的速度喷射到经过预处理的基体材料表面,与基体材料结

　　3、合而形成具有各种功能的表面覆盖涂层的一种技术。根据热源的种类热喷涂技术主要分类为：热喷涂设备:虽然因热喷涂的方法不同其设备也各有差异,但依据热喷涂技术的原理,其设备都主要由喷枪、热源、涂层材料供给装置以及控制系统和冷却系统组成。下图为等离子喷涂的设备配置图。热喷涂工艺:热喷工艺过程如下：工件表面预处理工件预热喷涂涂层后处理1。表面预处理为了使涂层与基体材料很好地结合,基材表面必须清洁及粗糙,净化和粗化表面的方法很多,方法的选择要根据涂层的设计要求及基材的材质、形状、厚薄、表面原始状况以及施工条件等因素而定。净化处理的目的是除去工件表面的所有污垢,如氧化皮、油渍、油漆及其他污物,关键是除去工件表

　　4、面和渗入其中的油脂。净化处理的方法有,溶剂清洗法、蒸汽清洗法、碱洗法及加热脱脂法等。粗化处理的目的是增加涂层与基材间的接触面,增大涂层与基材的机械咬合力,使净化处理过的表面更加活化,以提高涂层与基材的结合强度。同时基材表面粗化还改变涂层中的残余应力分布,对提高涂层的结合强度也是有利的。粗化处理的方法有喷砂、机械加工法(如车螺纹、滚花)、电拉毛等。其中喷砂处理是最常用的粗化处理方法，常用的喷砂介质有氧化铝、碳化硅和冷硬铸铁等。喷砂时，喷砂介质的种类和粒度、喷砂时风压的大小等条件必须根据工件材质的硬度、工件的形状和尺寸等进行合理的选择。对于各种金属基体，推荐采用的砂粒粒度约为1660号砂，粗砂用于

　　5、坚固件和重型件的喷砂，喷砂压力为0。50。7Mpa，薄工件易于变形，喷砂压力为0。30。4Mpa。特别值得注意的一点是，用于喷砂的压缩空气一定要是无水无油的，否则会严重影响涂层的质量。喷涂前工件表面的粗化程度对大多数金属材料来说2。513mmRa就够了。随着表面粗糙度的增加涂层与基体材料的结合增强，但是当表面粗糙度超过10mmRa后，涂层结合强度的提高程度便会减低。对于一些与基材粘结不好的涂层材料,还应选择一种与基体材料粘结好的材料喷涂一层过渡层,称为粘结底层,常用作粘结底层的材料有Mo、NiAl、NiCr及铝青铜等。粘结底层的厚度一般为0。080。18mm。2。预热预热的目的是为了消除工件表

　　6、面的水分和湿气,提高喷涂粒子与工件接触时的界面温度,以提高涂层与基体的结合强度；减少因基材与涂层材料的热膨胀差异造成的应力而导致的涂层开裂。预热温度取决于工件的大小、形状和材质,以及基材和涂层材料的热膨胀系数等因素,一般情况下预热温度控制在60120之间。3。喷涂采用何种喷涂方法进行喷涂主要取决于选用的喷涂材料、工件的工况及对涂层质量的要求。例如，如果是陶瓷涂层，则最好选用等离子喷涂；如果是碳化物金属陶瓷涂层则最好采用高速火焰喷涂；若是喷涂塑料则只能采用火焰喷涂；而若要在户外进行大面积防腐工程的喷涂的话，那就非灵活高效的电弧喷涂或丝材火焰喷涂莫属了。总之，喷涂方法的选择一般来说是多样的，但对某

　　7、种应用来说总有一种方法是最好的。预处理好的工件要在尽可能短的时间内进行喷涂,喷涂参数要根据涂层材料、喷枪性能和工件的具体情况而定,优化的喷涂条件可以提高喷涂效率、并获得致密度高、结合强度高的高质量涂层。4。涂层后处理喷涂所得涂层有时不能直接使用,必须进行一系列的后处理。用于防腐蚀的涂层,为了防止腐蚀介质透过涂层的孔隙到达基材引起基材的腐蚀,必须对涂层进行封孔处理。用作封孔剂的材料很多,有石腊、环氧树脂、硅树脂等有机材料及氧化物等无机材料,如何选择合适的封孔剂,要根据工件的工作介质、环境、温度及成本等多种因素进行考虑。对于承受高应力载荷或冲击磨损的工件,为了提高涂层的结合强度,要对喷涂层进行重熔

　　8、处理(如火焰重熔、感应重熔、激光重熔以及热等静压等),使多孔的且与基体仅以机械结合的涂层变为与基材呈冶金结合的致密涂层。有尺寸精度要求的,要对涂层进行机械加工。由于喷涂涂层具有与一般的金属及陶瓷材料不同的特点,如涂层有微孔,不利于散热；涂层本身的强度较低,不能承受很大的切削力；涂层中有很多硬的质点,对刀具的磨损很快等,因而形成了喷涂涂层不同于一般材料的难于加工的特点。所以必须选用合理的加工方法和相应的工艺参数才能保证喷涂层机械加工的顺利进行和保证达到所要求的尺寸精度。热喷涂技术的特点从热喷涂技术的原理及工艺过程分析,热喷涂技术具有以下一些特点。1。由于热源的温度范围很宽,因而可喷涂的涂层材料几

　　9、乎包括所有固态工程材料,如金属、合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料以及由它们组成的复合物等。因而能赋予基体以各种功能(如耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化、绝缘、隔热、生物相容、红外吸收等)的表面。2。喷涂过程中基体表面受热的程度较小而且可以控制,因此可以在各种材料上进行喷涂(如金属、陶瓷、玻璃、布疋、纸张、塑料等),并且对基材的组织和性能几乎没有影响,工件变形也小。3。设备简单、操作灵活,既可对大型构件进行大面积喷涂,也可在指定的局部进行喷涂；既可在工厂室内进行喷涂也可在室外现场进行施工。4。喷涂操作的程序较少,施工时间较短,效率高,比较经济。随着热喷涂应用要求的提高和领域的扩大,特别是喷涂技术本身的进步,

　　10、如喷涂设备的日益高能和精良,涂层材料品种的逐渐增多、性能逐渐提高,热喷涂技术近十年来获得了飞速的发展,不但应用领域大为扩展,而且该技术已由早期的制备一般的防护涂层发展到制备各种功能涂层；由单个工件的维修发展到大批的产品制造；由单一的涂层制备发展到包括产品失效分析、表面预处理、涂层材料和设备的研制、选择,涂层系统设计和涂层后加工在内的喷涂系统工程；成为材料表面科学领域中一个十分活跃的学科。并且在现代工业中逐渐形成象铸、锻、焊和热处理那样的独立的材料加工技术。成为工业部门节约贵重材料、节约能源、提高产品质量、延长产品使用寿命、降低成本、提高工效的重要的工艺手段,在国民经济的各个领域内得到越来越广泛

　　11、的应用。各种热喷涂方法概述1。氧乙炔火焰喷涂(焊)是最早的一种喷涂方法。它是利用氧和乙炔的燃烧火焰将粉末状或丝状、棒状的涂层材料加热到熔融或半熔融状态后喷向基体表面而形成涂层的一种方法。它具有设备简单、工艺成熟、操作灵活、投资少、见效快的特点。它可制备各种金属、合金、陶瓷及塑料涂层,是目前国内最常用的喷涂方法之一。但是,由该方法制备的涂层孔隙度较大,与基体材料的结合强度也较低。但是,对于自熔合金而言,如若采用燃烧火焰将其一次喷融或将喷涂层进行二次重熔(有火焰重熔、感应重熔和炉熔等)的方法则称为喷焊,喷焊涂层由于与基体材料呈冶金结合状态,因而与基体材料的结合强度大大提高,可以应用于冲击大、负荷重

　　12、的工况下,如连续铸造拉矫辊、热轧矫直辊表面采用镍基自熔合金喷焊涂层进行强化,均获得了十分良好的耐蚀、耐磨和抗热疲劳的强化效果。2。爆炸喷涂(DGUN)本方法是利用氧和可燃性气体的混合气，经点火后在喷枪中爆炸,利用脉冲式气体爆炸的能量,将被喷涂的粉末材料加热、加速轰击到工件表面而形成涂层。气体燃烧和爆炸的结果可产生超音速高能气流,爆炸波的传播速度高达3000m/s,其中心温度可达3450,粉末粒子的飞行速度可达1200m/s。因而爆炸喷涂层涂层致密,与基体的结合强度高,最高可达24kg/mm2。该法的缺点是噪音大,而且爆炸是不连续的,因而效率较低。爆炸喷涂是20世纪50年代由美国联合碳化物公司发

　　13、明,但问世后许多年都由该公司所垄断,不对外出售技术和设备,只在其服务公司内为用户进行喷涂加工,主要喷涂陶瓷和金属陶瓷,进行航空发动机的维修。3。高速火焰喷涂(HVOF)高速火焰喷涂（或称超音速火焰喷涂）是20世纪80年代出现的一种高能喷涂方法,它的开发是继等离子喷涂之后热喷涂工业最具创造性的进展。虽然高速火焰喷涂方法可喷涂的材料很多,但由于其火焰含氧少温度适中,焰流速度很高,能有效地防止粉末涂层材料的氧化和分解,故特别适合碳化物类涂层的喷涂。该设备发展到第三代,性能有了大幅度的提高,例如JP5000、DJ2700等设备其室压达到812bar,功率达到100120kw,喷涂效率可达10kg/h(

　　14、WCCo),涂层厚度可达数mm,涂层性能已能达到爆炸喷涂的水平。在许多工业部门获得广泛的应用。如航空发动中的耐磨涂层、造纸机械用的镜面涂层等。近年来,由于电镀铬工艺的环境污染问题,电镀铬工业在一些工业发达国家受到严格的限制,并逐渐被淘汰,采用高速火焰喷涂涂层代替镀铬层的应用越来越受到工业界的关注和重视。4。电弧喷涂电弧喷涂是在两根丝状的金属材料之间产生电弧,电弧产生的热使金属丝熔化,熔化部分由压缩空气气流雾化并喷向基体表面而形成涂层。该工艺也具有设备一次投资少,使用方便、效率高等特点,但喷涂材料必须是导电的金属及合金丝,因而其应用受到了一定的限制,但它的高效率使得它在喷涂Al、Zn及不锈钢等大

　　15、面积防腐应用方面成为首选工艺。5。等离子喷涂(APS)当某种气体如氮、氩、氢及氦等通过一压缩电弧时产生电离而形成电中性的等离子体(是物质除气、液、固态外的第四态)。等离子弧的能量集中温度很高,其焰流的温度在万度以上,可以将所有固态工程材料熔化。以这种高温等离子体作热源将涂层材料熔化制备涂层的工艺就是等离子喷涂。国内外已有数百种材料用于等离子喷涂,是应用较普遍的喷涂方法。等离子喷涂涂层的致密度及与基体材料的结合强度均比火焰喷涂涂层和电弧喷涂涂层的高,而且也是制备陶瓷涂层的最佳工艺。等离子技术中引人注目之处是设备的大容量化和高输出功率化,目前气体等离子喷涂设备已有200kw的设备出售,不但大大提高

　　16、了喷涂效率,也使涂层质量更为改善,因而可以实现大面积高质量涂层的连续生产,如柔性印刷用网纹辊镜面陶瓷层以及高分子薄膜电晕处理用陶瓷绝缘涂层的制备等。6。低压等离子喷涂(LPPS)等离子喷涂可以在不同气氛和不同压力下实现,当喷涂作业在气氛可控的负压密封容器内进行时就成为低压等离子喷涂。低压等离子喷涂的优点是：焰流速度高、粒子动能大,形成的涂层致密、结合强度高；低压环境下可对基体进行预热和进行反向转移弧电清理,进一步提高涂层与基体的结合强度；由于没有大气污染,涂层材料不氧化成分变化小,因而可以进行活性金属如Ti、Ta、Nb等的喷涂；还可使形成等离子体的气体在喷涂过程中与涂层材料进行反应,形成特殊化

　　17、合物涂层。由于具有以上特点,低压等离子喷涂主要用于制备航空工业等高科技领域的涂层,如飞机涡轮发动机叶片抗高温氧化和热腐蚀的MCrAlY(M=Co、Ni、Fe)涂层,以及制备人体人工植入体用生物功能涂层。7。水稳等离子喷涂水稳等离子喷涂是一种高功率和高速等离子喷涂方法,它是在由高速旋转的水形成的隧道里产生的弧中,水蒸气分解形成O2和H2的等离子工作气的喷涂方法。与气体等离子喷涂方法相比,其焰流温度更高体积更大更长,特别是能量更高,因而特别适合于高熔点氧化物陶瓷的大量喷涂。其主要优点是：输出功率大(150200kw),涂层结合强度是气体等离子喷涂涂层的23倍,并且涂层致密,其硬度、耐磨性和耐热冲击

　　18、性能也有很大提高；喷涂效率高,喷涂能力最大为50kg/h,涂层厚度可达20mm,而且可以喷涂分散性较大的粉末,因而特别适合陶瓷部件的喷涂成形；只需水和空气,运行成本低,比其他喷涂方法经济。本方法的缺点是焰流为氧化焰,不适喷涂容易氧化的材料。此外,喷涂枪体积较大,比较笨重。热喷涂原理1。热喷涂涂层的形成热喷涂时，涂层材料的粒子被热源加热到熔融态或高塑性状态，在外加气体或焰流本身的推力下，雾化并高速喷射向基体表面，涂层材料的粒子与基体发生猛烈碰撞而变形、展平沉积于基体表面，同时急冷而快速凝固，颗粒这样遂层沉积而堆积成涂层。2热喷涂涂层的结构特点热喷涂涂层形成过程决定了涂层的结构特点，喷涂层是由无数

　　19、变形粒子相互交错呈波浪式堆叠在一起的层状组织结构，涂层中颗粒与颗粒之间不可避免地存在一些孔隙和空洞，并伴有氧化物夹杂。涂层剖面典型的结构如下图，其特点为：呈层状含有氧化物夹杂含有孔隙或气孔3。热喷涂涂层的结合机理涂层的结合包括涂层与基体的结合和涂层内部的结合。涂层与基体表面的粘结力称为结合力，涂层内部的粘结力称为内聚力。涂层中颗粒与基体之间的结合以及颗粒之间的结合机理，目前尚无定论，通常认为有以下几种方式。（1）机械结合碰撞成扁平状并随基体表面起伏的颗粒和凹凸不平的表面相互嵌合，贝以颗粒的机械联锁而形成的结合（抛锚效应），一般来说，涂层与基体的结合以机械结合为主。（2）冶金化学结合这是当涂层和

　　20、基体表面产主冶金反应，如出现扩散和合金化时的一种结合类型。当喷涂后进行重熔即喷焊时，喷焊层与基体的结合主要是冶金结合。（3）物理结合颗粒与基体表面间由范德华力或次价键形成的结合。4。涂层的残余应力当熔融颗粒碰撞基体表面时，在产生变形的同时受到激冷而凝固，从而产生收缩应力。涂层的外层受拉应力，基体有时也包括涂层的内层则产生压应力。涂层中的这种残余应力是由热喷涂条件及喷涂材料与基体材料的物理性质的差异所造成的。它影响涂层的质量、限制涂层的厚度。工艺上要采取措施以消除和减少涂层的残余应力。热喷涂涂层的性能1。化学成分由于涂层材料在熔化和喷射过程中，在高温下会与周围介质发生作用生成氧化物、氮化物，以及

　　21、在高温下会发生分解，因而涂层的成分与涂层材料的成分是有一定的差异的，并在一定程度上影响涂层的性能。如MCrAlY氧化后会影响其耐蚀性，而WCCo经氧化和高温分解后其耐磨性会降低。通过喷涂方法的选择可以避免和减轻这一现象的发生。如采用低压等离子喷涂可大大减少涂层材料的氧化，而高速火焰喷涂则可以防止碳化物的高温分解。2。孔隙度热喷涂涂层中不可避免地存在着孔隙，孔隙度的大小与颗粒的温度和速度以及喷涂距离和喷涂角度等喷涂参数有关。一般来说，温度及速度都低的火焰喷涂和电弧喷涂涂层的孔隙度都比较高，一般达到百分之几，甚至可达百分之十几。而高温的等离子喷涂涂层及高速的超音速火焰喷涂涂层则孔隙度较低。最低可达

　　22、0。5以下。3。硬度由于热喷涂涂层在形成时的激冷和高速撞击，涂层晶粒细化以及晶格产生畸变使涂层得到强化，因而热喷涂涂层的硬度比一般材料的硬度要高一些，其大小也会因喷涂方法的不同而有所差异。4。结合强度热喷涂涂层与基体的结合主要依靠与基体粗糙表面的机械咬合（抛描效应）。基材表面的清洁程度、涂层材料的颗粒温度和颗粒撞击基体的速度以及涂层中残余应力的大小均会影响涂层与基体的结合强度，因而涂层的结合强度也与所采用的喷涂方法有关。5。冷热疲劳性能对于一些在冷热循环状态下使用的工件，其涂层的抗冷热疲劳（或称热震）性能至关重要，如若该涂层的抗热震性能不好，则工件在使用过程中便会很快开裂甚至剥落。涂层抗热震性

　　23、能的好坏主要取决于涂层材料与基体材料的热膨胀系数差异的大小和涂层与基体材料结合的强弱。热喷涂材料目前实际应用中已实现工业化生产的喷涂材料有金属、合金和陶瓷等,主要以粉末、丝材、棒材状态使用,其中喷涂粉末占喷涂材料总用量的70%以上。用作涂层的材料有：1。热喷涂用粉末纯金属粉末：W，Mo，Al，Cu，Ni，Ti，Ta，Nb等合金粉末：AlNi，NiCr，TiNi，NiCrAl，CoCrW，MCrAlY(M=Co、Ni、Fe)，Co基、Ni基、Fe基自熔合金等氧化物陶瓷粉末：Al2O3，ZrO2，Cr2O3，TiO2等碳化物粉末：WC，TiC，Cr3C2等金属陶瓷粉末：WCCo，Cr3C2NiCr

　　24、等塑料粉末：尼龙，聚乙烯，聚苯硫醚等2。热喷涂用丝材Al、Cu，Zn，AlZn合金，巴氏合金，不锈钢，NiAl丝等3。热喷涂用棒材Al2O3，Cr2O3，ZrO2等层功能和应用1。抗磨损涂层磨损是造成工业部门设备损坏的主要原因之一,可能产生磨损的工作条件包括微振、滑动、冲击、擦伤、侵蚀等。抗磨损涂层应该是坚硬的,而且具有耐热和耐化学腐蚀的性能。Fe、Ni、Co基自熔合金以及WCCo和Cr3C2NiCr等金属陶瓷以及Al2O3、Cr2O3等陶瓷材料具有上述这些性能。采用涂层技术提高工件表面耐磨性的应用非常广泛,如活塞环、齿轮同步环喷涂Mo涂层,纺织机械中的罗拉、导丝钩等零部件喷涂耐纤维磨损的Al

　　25、2O3、Al2O3TiO2陶瓷涂层,泵和阀门密封面喷涂Cr2O3、WCCo等耐磨涂层,大马力载重汽车曲轴及大型磨煤机、排风机轴等采用Fe基合金材料进行磨损修复和耐磨强化等。2。防腐蚀涂层长期暴露在户外大气(海洋、工业及城乡大气)和不同介质(海水、河水、溶剂及油类等)环境中的大型钢铁构件,如输变电铁塔、钢结构桥、海上钻井平台、煤矿井架以及各种化工容器如储罐等,受到不同程度的环境氧化和侵蚀。采用Al、Zn、AlZn合金及不锈钢等涂层进行防护,可以获得长达20年以上的长期防护效果。一些受到气体腐蚀和化学腐蚀的部件,可以根据具体工况(如介质、浓度、温度、压力等)选择合适的金属、合金、陶瓷及塑料等涂层材

　　26、料进行防护。3。抗高温氧化和耐热腐蚀涂层对于一些暴露在高温腐蚀气体中的部件,受到高温、气体腐蚀及气流冲刷的作用,严重影响了设备的寿命和运行的安全。抗高温氧化及高温腐蚀的材料除了必须抗高温氧化和耐腐蚀外,还必须具有与基体材料相似的热膨胀系数,方不会因温度周期变化和局部过热导致涂层抗热疲劳性能下降。用作抗高温氧化和高温腐蚀的涂层材料有：NiCr、NiAl、MCrAl、MCrAlY(M=Co、Ni、Fe)及Hastiloy和Stellite合金等。这类涂层的典型应用如电厂锅炉四管(水冷壁管、再热器管、过热器管及省煤器管)及水冷壁等的高温氧化腐蚀一直是电力、造纸、化工等工业锅炉用户需要解决的问题,经多

　　27、年研究、实践证明,采用电弧喷涂NiCr、FeCrAl、NiCrAl、45CT等涂层能获得良好的防护作用,使用寿命最长达9年。MCrAlY涂层用于航空涡轮发动机叶片涂层以及作为涡轮发动机燃烧室、火焰筒等用热障涂层的粘结底层。4。热障涂层ZrO2、Al2O3等陶瓷涂层,熔点高、导热系数低,在高温条件下对基体金属具有良好的隔热保护作用称为热障涂层。这种涂层一般由两个系统构成,一是由金属作底层,另一则是由陶瓷作表层。有时为了降低金属和陶瓷间的热膨胀差异和改善涂层中的应力分布,常在粘结底层和陶瓷面层间增加一过渡层,该过渡层或为由底层金属和面层陶瓷材料以不同比例混合的多层涂层或为由金属及陶瓷材料成分连续变

　　28、化的涂层来形成所谓的成分(或功能)梯度涂层。金属粘结底层为Co或Ni、加有Cr、Al、Y的合金材料,陶瓷材料最好采用由Y2O3稳定的ZrO2,热障涂层一般用于柴油发动机活塞、涡轮发动机燃烧室、阀门和火焰稳定器等。5。绝缘涂层陶瓷材料不仅具有高的硬度和优良的耐磨性能,还具有十分优良的绝缘性能,采用高能等离子喷涂的Al2O3涂层涂层致密、绝缘强度高,是理想的绝缘涂层。如果采用有机或无机物质对喷涂层再进行封孔处理,则将获得更为优良的绝缘效果。目前这种高度绝缘的涂层已用于对高分子材料薄膜进行活化处理的电晕放电辊表面,效果良好。6。间隙控制涂层采用复合粉末,在基体上喷涂软质的可磨耗密封涂层是航空、航天工

　　29、业中迅速发展起来的高温密封、控隙技术,是现代热喷涂涂层的重要应用之一。在配合件的接触运动中采用可磨耗涂层可以使配合件自动形成所必须的间隙,提供最佳的密封状态。目前,高技术的可磨耗涂层材料是由两种粉末的混合粉或团聚粉组成,用火焰或等离子喷涂方法制备。一般来说,可磨耗涂层由金属本体和非金属填料组成,填料通常是石墨、聚脂、氮化硼等。填料的作用是减弱涂层本身的整体性,从而增强涂层的可磨损性。已经开发了一系列的喷涂用可磨损涂层材料,这些涂层用于表面的空气密封部位,压气机或透平叶片与金属表层结构或机匣之间,获得了良好的密封效果。可磨耗涂层还可用于迷宫式密封,该涂层用来疏导冷却空气,减少发动机压缩空气的损失

　　30、,并保持转子轴的压力平衡。7。尺寸恢复涂层热喷涂是恢复零部件尺寸的一种经济而有效的方法。无论是因工作磨损还是因加工超差造成工件尺寸不合要求,均能利用热喷涂技术予以恢复。这种方法既没有焊接时的变形问题,也不象特殊的电镀工艺那样昂贵。同时新表面可以由耐磨或抗蚀材料构成,也可以与工件的构成材料相同。修复各种轴类和柱塞件是典型的应用,包括迥转轴、汽车轴、往复柱塞、轴颈、轧辊、造纸烘缸以及石油化工工业中的泵类叶轮叶片及外壳等。发电机汽缸中分面现场热喷涂修复是热喷涂恢复平面工件尺寸的一个成功的应用例。发电机汽缸在长期的使用中其中分面由于微振、热汽流腐蚀及冲蚀等作用而发生多处形状不同、面积不等及深浅各异的破

　　31、坏，引起泄漏而影响发电机效率。采用热喷涂方法分别对各破坏处进行喷涂填补，然后通过打磨使得汽缸平面恢复平整并达到所需的尺寸精度。热喷涂技术不失为重量大、结构复杂和价格昂贵的汽缸的中分面现场修复的安全(不会发生变形)、简便而高效的方法。8。生物功能涂层在不锈钢或钛基体上喷涂生物功能陶瓷涂层,如羟基磷灰石等,能有效地克服金属型人工骨骼与生物体组织不相容和体液腐蚀问题,并能改善人体组织与人工植入体的结合。9远红外幅射涂层某些氧化物具有高的热幅射率,在受热时能够幅射出远红外波,这种波的能量极易被高分子有机物(如油漆)、水、空气等物质的分子吸收产生共振而产生内热,从而加速过程的进行。在加热元件上喷涂这种涂

　　32、层,其节电效率一般平均在2540%左右。-签名-海闊憑魚躍，天高任鳥飛。田田田-发表时间:2006-8-15 13:02:25作者:半岛东风第 1楼金属粉末火焰喷涂（焊）工艺通则本文主要根据笔者从事热喷涂二十多年实践经验，对不同工件材质、涂层选择、涂层质量控制及工艺要点等起到“抛砖引玉”的作用。一、工艺选择1、了解工件本身的性能：如材质、成份、表面状况、磨损部位及磨损面积、深度等。2、了解工件的使用条件：使用环境(工作温度、主要介质浓度及其它成份)、受力情况(冲击负荷还是滑动配合、静配合)、失效原因(加工超差、磨损、腐蚀等)等。3、下列情况宜采用喷涂工艺:1)表面受静载荷或低速滑动负荷,要求

　　33、耐磨但对涂层与基体抗拉结合强度要求不超过50N/mm2的工件，喷涂层硬度HV130350，涂层厚度从0。3至数毫米，喷涂态表面粗糙度Ra1025m，涂层经磨削加工后表面粗糙度可达Ra0。80。4m，如各种轴类的轴承部位。2)要求耐气蚀、水蚀而加工后粗糙度不超过Ra0。4m的表面，如进口汽车曲轴,火车曲轴、船用曲轴等。3)材质为铜合金,铝或铝合金等有色金属,需要恢复尺寸或提高表面耐磨度的工件。4)在铜合金、铝或铝合金等有色金属工件上喷涂最好选用铜基粉或铝粉5)在腐蚀介质中使用,要求涂层致密无孔隙,应根据工件的使用环境,工作温度,介质浓度及成份,选择可满足使。用条件的塑料、陶瓷或耐蚀金属喷涂后再采

　　34、用合适的封孔剂对涂层进行封闭处理。6)喷涂层与基体的结合强度：传统火焰喷涂层抗拉结合强度一般为2030N/mm2,采用陕西中科表面工程有限公司最新研制生产的ZK8032型粉末多功能高速火焰喷涂枪，在球墨铸铁经过喷砂表面喷涂铝包镍复合涂层,其涂层剪切结合强度可达63。7N/mm2;虽然喷涂层不如喷焊层结合强度高，但对于修复工作在有润滑的金属间摩擦耐失效的零件是足以满足需要。经过科研单位计算，在解放牌CA141汽车满载运行时，对曲轴七个主轴颈的剪切应力集中在一个主轴颈上也仅有15N/mm2;对东方红75拖拉机则仅有5。5N/mm2，这些数据远远低于喷涂层的抗剪强度。7)喷涂层耐磨性能：以汽车曲轴喷

　　35、涂为例,喷涂的主轴颈与新品曲轴相比有更高的耐磨性,曾经我公司喷涂过日本产日野汽车曲轴,修复的主轴颈大修时经检查磨损量为0。0220。03mm,而未经喷涂修复的主轴颈磨损量为0。20。25mm,其磨损量几乎相差十倍,从这个实例中可以说明喷涂层具有良好的耐磨性，甚至在发动机缺油的情况下仍能坚持运行数小时之久而不会烧瓦抱轴现象。8)喷涂与喷焊的工艺区别:喷涂层和喷焊层与基体金属的结合形成不同,镍包铝通过喷涂焰束加热时发生放热化学反应,在经喷砂除锈达Sa3级,RZ50m的碳钢表面形成微冶金结合底层与工作层又产生“锚钩”效应的机械结合涂层,而喷焊层与基体的结合纯属冶金结合涂层。喷涂材料不同,喷焊要求使用

　　36、自熔性合金粉末,而喷涂则对粉末的自熔性要求不高,且不一定是自熔性合金粉末,各种自熔性合金粉末既可用于喷焊又可用于喷涂,但喷涂粉末不具备自熔性只能用于喷涂而不能用于喷焊工艺。工件受热情况不同,喷涂与喷焊过程中,喷前预热温度不同,工件受热影响不同,喷后工件的组织、性能亦不同涂层的致密性不同,喷焊层致密,而喷涂层中有少量孔隙。承受载荷的能力不同,喷涂层一般能承受大面积接触,多在有润滑条件的工作表面,配合面以及其它受力较小的工况条件下使用,喷焊层却能承受较大的冲击力,挤压应力或接触应力等。4、下列情况宜选用喷焊工艺：各种碳钢、低合金钢的工件表面载荷大,特别是受冲击载荷,要求涂层与基体结合强度在3504

　　37、50N/mm2的工件,喷焊硬度HRC15065,涂层厚度从0。3至数毫米,喷焊层经磨削加工后表面粗糙度可达Ra0。40。1m以上。在腐蚀介质中使用，要求涂层致密,无孔隙；工件表面原设计采用淬火、渗碳、渗氮、镀硬铬等工艺,要求表面有很高的硬度。工件工作环境恶劣,如受强烈的磨粒磨损、冲蚀磨损、气蚀等等。氧乙炔焰合金粉末喷焊工艺适应各种碳钢、低合金钢零部件的表面强化或修复,但应注意到零件材质的一些特点,当基体材质的线胀系数与合金喷焊层的线/,则应慎用此工艺,以免造成裂纹,若基体金属中与氧亲合力大的元素含量较多如钨和钼的含量大于3%,铝、镁、钴、钛、钼等元

　　38、素总含量大于0。5%或钢中含硫量较多时,也会给喷焊带来困难,这是因为这些材料与氧作用极易生成致密而稳定的氧化膜,阻挡熔融合金对基体的润湿作用,重熔时液态合金会呈珠状象“汗珠”一样地滚落，因此在采用喷焊工艺时,应该注意此工艺对于所喷基体材料的适应性。无需特殊处理就可喷焊的金属材料：含碳量0。25%的碳素结构钢。Mh、Mo、V、Cr、Ni总含量3%的合金结构钢。188不锈钢、镍不锈钢、灰铸钢、可锻铸铁、球墨铸铁、低碳纯铁、紫铜。需预热250375喷焊后需缓冷的金属材料。含碳量0。4%的碳素结构钢;Mn。Mo。V。Ni的总含量3%的合金结构钢;含铬量2%的合金结构钢;喷焊后需等温退火处理的金属材料：

　　39、含铬量13%的马氏体不锈钢；含碳量0。4%的镍钼合金结构钢。5、在确定采用喷焊工艺后,再根据下列情况选用一步法或二步法喷焊工艺:工件需局部修补,且喷焊处不允许热输入量很大,如各类机床导轨局部伤痕的修补,宜用一步法喷焊工艺;工件表面复杂或无规则,如链轮、齿轮齿面、螺旋给料器等,宜用一步法喷焊工艺;大型工件整体加热有困难,如机车、矿车轮子等,宜用一步法喷焊工艺;可在机床旋转的一般轴类零件宜用二步法喷焊工艺;所得涂层的硬度应尽量接近原设计的表面硬度,例如原设计采用淬火或化学处理工艺,使表面硬度达HRC55左右的,则应选用所谓“硬面涂层”粉末,如Ni15、Ni60、Fe65或Wc复合粉;强烈磨损的非配

　　40、合面,如泥沙泵的叶轮、壳体、装岩机铲齿,螺旋给料器的螺旋面等,应选用高硬度如Ni15、Ni60、Fe65或Wc复合粉;需要加工,但又无法上车床、磨床,只能靠手工用锉刀等工具进行加工的工件,如机床导轨面局部伤痕的修补,只能采用低硬度喷焊粉如SHF103、Ni15等;喷焊工艺与电弧堆焊的区别：喷焊层与基体之间的结合是溶解扩散冶金结合,而堆焊则是熔化冶金结合,在喷焊过程中基体是不熔化的,只是喷焊层与基体之间产生溶解作用,在两者之间存在一个扩散互溶区。由于基体不溶物因而喷焊层就不会被基体材料所冲淡,因此稀释率极低,能保证喷焊层的良好性能,堆焊基体熔化,堆焊层稀释率高,需要堆焊很厚才有可能保证焊层的性能

　　41、,而且零件轮廓棱角难以保证,常见咬边,棱角塌陷,而喷焊则不会出现此类缺陷。6、铸铁零件喷焊特点：铸铁是含碳量大于2%的铁碳合金,在工业中常用的铸铁,含碳量为2。54%,含硅量为13%,以及含有少量的锰、硫、磷等,其中用量最多的是灰口铸铁,由于铸铁含量高,强度低,对温度变化敏感,焊补时又多为局部受热,温差较大,冷却速度快,给铸铁焊补带来困难,铸铁的可焊性较差,在焊补时易出现以下问题:焊补部位易出现白口组织,白口组织硬而脆,焊后很难进行机械加工,而且易引起裂纹;易产生裂纹,在焊补时由于不均匀加热和冷却速度快,易产生热应力裂纹;另外铸铁中含硫、磷等杂质较多也易在焊补处产生裂纹;气孔与夹渣,正因为铸铁

　　42、中含碳量高,含杂质较多,在焊补过程中又因冷却速度快,气体和一些氧化物来不及析出和上浮,便在焊缝区形成气孔或夹渣,采用氧乙炔焰合金粉末一步法喷焊,能较满意地解决上述几个问题;喷焊时使用合金粉末的熔点低于基体熔点,在重熔时,铸铁基体不熔化,没有喷焊层的稀释问题,也不存在半熔化区,所以正确地喷焊不会使焊补区产生白口组织,便于加工,而且由于基体不熔化,自然就控制了基体中所含硫、磷等杂质熔入喷焊层,有利于防止裂纹的产生;采用一步法喷焊对基体的热输入量少,基体受热影响小,有利于减少热应力,从而有效地控制热应力裂纹;热输入量少,对尺寸精度较高的零件做局部喷焊修补有独到之处。同时,采用氧乙炔焰加热,相对于电焊

　　43、冷却缓慢,对防止裂纹和变形也有利;合金粉末中含有强烈的脱氧元素硼和硅,不仅保护了粉末中其它元素免于氧化烧损,而且基体表面的氧化物也可被硼、硅元素还原,防止了气孔和夹渣;喷焊层组织致密平整,成型好,无咬边现象,只需少量加工即可使用,材料省,效率高;喷焊铸铁零件常用的有SHF103、镍基合金粉末Ni15等,铁基合金粉末熔点高,脆性大,对基体影响也大,效果较差。喷焊时工件预热的主要目的是去除工件表面湿气,并产生一定的热膨胀减少温差,从而减少热应力有利于提高涂层结合强度,保证喷焊层质量,一般钢材取250300,奥氏体不锈钢取450500,镍铬不锈钢取350400,低合金钢、铸铁取250300,一般小工

　　44、件和易氧化的钢材预热温度要低些;喷焊层厚度根据工件喷涂后热胀冷缩特性,重熔后的收缩量大约2530%,因此在确定喷涂层厚度时,除考虑加工余量和工件喷前的直径车小量外,必须将收缩量考虑在内,喷层的厚度计算,重熔前的涂层厚度=(喷焊层厚度+加工余量)(10。3);7、下列情况不能采用喷焊工艺：低于合金熔点的材料,如铝及其合金、镁及其合金,黄铜、青铜;工件是细长的轴类或是很薄的板材而又不允许变形的；工件原设计要求很高，金相组织不允许有任何改变的;可硬性高的镍铬钼合金钢；含铬量18的马氏体高铬钢。二、典型表面的喷涂特点零件的几何形状对于喷涂(焊)效果有一定影响,如外圆表面喷涂,当涂层冷却时,有收缩抱紧的

　　45、趋势;内圆表面涂层冷却则有脱离工件的趋势,简单的表面喷涂粉末容易沉积;复杂表面某些曲折部位喷涂粉末则难于沉积。因此研究和挖掘各种类型零件表面的喷涂(焊)特点,正确运用喷涂(焊)工艺,对保证喷涂质量很有实际意义。1、轴类表面的喷涂工艺要点：喷前表面准备要严格把关净化处理、粗化处理要按工艺要求去做,处理好的表面避免与潮气接触或用手触摸;严格掌握喷涂规范,控制工件的温升不能超过250,当涂层较厚,工件较小,连续喷涂温升可能超过250,应采用断续喷涂的方法降温,但停留时间不能过长,否则涂层会被污染造成层间结合不良;修磨好过度角及边棱,带孔或键槽的轴颈,应将孔堵好及键槽的边缘打磨成圆角,注意喷好的边缘。

　　46、外圆表面基体预热温度应取下限,喷涂过程中应控制基体温度,从而减少基体的收缩力。2、平面喷涂工艺要点：注意修好边缘、棱角;预热要求均匀,大件可采用两端预热;喷涂时要从四周边缘喷粉,然后引向平面,多次喷粉时,后一次应和前一次施喷方向相互垂直;为防止涂层边缘翘起,施喷前可在工件边缘开槽,并经喷砂粗化可减少应力。3、止口表面喷涂工艺要点：喷涂时应先喷止口圆柱部分,后喷平面部分;喷枪的喷粉方向顺工件圆周方向成45度角喷射为好,这样可能使粉末沉积率低,但却能喷出清晰的棱角,喷涂操作时注意不能将喷枪垂直于止口拐角处施喷,这样将造成拐角处涂层组织疏松或夹灰;喷涂时边缘如出现毛刺、翘边,应及时去掉再喷。4、局部

　　47、严重损伤零件的喷涂工艺要点：将局部损坏处打磨干净,先喷补或用其它方法修补,然后再喷涂全部平面;对于较深、较宽的局部缺陷可视情况,也可先用电焊补平,再全面喷涂;对具有裂纹的局部缺陷先要找到裂纹的起、止端点,并在该处打好止裂孔,开坡口,将裂痕全部清理干净再喷补或焊补平缺陷部位,最后再喷涂待喷表面。5、大型设备导轨工艺要点：修复机床导轨,遇到大面积渗油问题,将机床导轨整体均匀加热除油难以实现,而且也难于将深部油污全部清除,如若加热温度,又易使机床导轨变形,为此可进行如下操作;用火焰进行低温局部烘烤,工件温度约在80100,随烤随之揩去油渍,如此反复进行数次,然后使用大功率喷枪快速喷涂;采用溶剂清洗或

　　48、刷镀处理,然后用火焰烘烤,再喷补;视导轨拉伤的具体情况,还可采用导轨修补胶或铸件缺陷修补机焊补工艺完成。6、外圆表面喷涂工艺要点：与轴零件喷涂相同,涂层收缩力使涂层箍紧基体,有利于结合强度的提局,垂体坝热温度取下限,喷涂过程中,工件温度要超过250,还必须说明对于形状、体积和喷涂部位不同的零件,对工件温度控制也应有不同要求,当喷涂小型零件的外圆部位时,切忌工件温度过高,冷却时,工件收缩应力大,会导致涂层脱落或引起较大变形。7、内孔喷涂工艺要点：内孔与轴类不同,喷层在冷却时收缩力有使涂层脱离基体的倾向,不利于强度的提高;内孔浅而大时,可使用外圆喷枪,取一定的喷射角进行喷涂,对于内圆部位的喷涂,大

　　49、多使用外圆喷枪,但喷前处理利用车螺纹时应注意引起的“遮盖效应”,防止涂层疏松;对于深孔的喷涂(孔径大于200mm),要使用接长管内孔喷枪,但孔深不宜超过孔径的2倍,否则对喷涂质量影响较大,为防止接长管内孔喷枪温度过高,应用0。40。6MPa压力的空气冷却;工件的转速应比喷外圆时稍快,以防止涂层过热,工件的旋转方向应使喷涂面向下转,避免散落的粉末带入待喷表面,火焰以稍高于工件中心线为好;喷涂过程中控制工件温度不高于250,对较厚涂层可采用断续喷的办法;喷涂零件的内孔表面因基体的收缩应力有使基体贴紧涂层的趋势,如工件预热温度不足,工件温度较低时,会由于涂层与基体收缩应力差过大,导致涂层脱落,所以预

　　50、热温度可取上限,在工件变形条件允许的情况下可适当提高基体的预热温度,从而增加基体收缩力;采用两步法喷焊,重熔前与喷涂类似,可根据具体情况结合喷焊工艺要求确定各类零件的喷焊要点。8、铸铁件的喷焊工艺要点:在车辆及机械设备中有相当多的零件的用铸铁制造的,在制造或使用过程中难免出现各种问题,采用氧乙炔焰喷焊工艺不仅是强化铸铁件的有效方法,而且也是修复铸件各种缺陷和损伤(如铸造件的砂眼、气孔或使用中的磨损及其它损伤)的理想手段;喷焊多用于铸铁件的局部缺陷的修补,而且缺陷大小不等,深浅不一,适合采一步法喷焊,根据工件和焊修的部位,应尽量使用小功率喷枪,这样可减少对基体的热输入量,一般选用QH1h,QH2

　　51、h,QH4h等;喷焊时,因铸铁零件的可焊性差,应优先选用镍基合金粉末(NiBSi系列),镍基合金粉末熔点一般为9501050,重熔时基体不致被熔化,同时,含碳量低的镍基粉喷焊层硬度低，塑性好,可以松弛喷焊应力有利于防止裂纹,这时操作不熟练者极为重要;选择喷焊规范时,应考虑铸铁材质、缺陷部位大小,工况要求等因素,在保证必要火焰能量的前提下,尽量减少对基体的热量输入,氧气、乙炔气压力取下限值为宜,喷粉、重熔时,适当调整喷、熔距离,控制热输入;焊补局部小缺陷,如气孔、砂眼,喷焊前可不预热,尽量减少喷焊层周围受热面积,使处于高温区域尽可能小对局部小而深的缺陷喷焊修补适合连续喷焊,该方法粉末沉积率高,厚

　　52、度增长快,效率高,但要求操作技术熟练,使送粉量和喷、熔速度协调,做到喷均、熔透;对面积较大且深的缺陷,为防止基体受热过大而导致热应力增大,可采用间歇法喷焊,必要时亦可采用电焊、喷焊复合工艺,用焊条填充底部,上部喷焊,如铸件壁厚较大,可采用喷前栽丝,不仅能增加结合强度,防止喷焊层与母材剥离,而且可消除一部分喷焊热应力;喷焊大型复杂铸件热应力较大,喷焊时要采取措施,减少应力积累,如采用加热减应法、分段对称法;焊前预热,焊后缓冷等,均可取得良好效果;控制重熔温度,重熔温度过高,不仅合金元素烧损,基体过热,甚至基体被熔化,导致铸铁中的碳进入喷焊层,将使喷焊层中含碳量增加,硬度提高,塑性降低,而基体又因

　　53、含碳量下降,容易出现白口,而且温度过高还会引起较大的热应力,导致裂纹的产生,重熔温度也不能过低,否则,易形成夹灰或熔不透,影响结合强度,对于重熔温度的控制,主要靠操作者注意观察重熔时涂层表面状态的变化,借助于重熔时的“镜面反光”来控制,呈现“镜面反光”,则表明粉末已熔融,熔渣已经上浮,此时重熔枪应立即移开,重熔过的部位应避免重复加热。-签名-海闊憑魚躍，天高任鳥飛。田田田-发表时间:2006-8-15 13:03:52作者:半岛东风第 2楼热喷涂技术是材料表面强化与保护的新技术，它在表面改性技术中占有重要地位。该项技术在我国始于50年代，70年代末形成气候。目前，无论在设备、材料、工艺、科研

　　54、等方面都在迅速发展与提高，已成为表面技术一个重要组成部分。其发展趋势是：设备方面(喷枪)向高能、高焓、高速度发展；材料方面向系列化、标准化、商品化方向发展，以保证多功能高质量涂层的需要；工艺方面向机械化、自动化方向发展，如计算机控制、机械手操作等。当今，热喷涂技术在国民经济各领域里都得到了广泛应用，推广应用前景广阔。一、热喷涂设备的新发展近期我国加快了设备研制和生产步伐，目前已形成了完整的研制和生产体系，已有20多个单位从事热喷涂设备开发与生产，能够生产各类型的氧乙炔火焰喷涂设备、喷熔设备；新型电弧喷涂设备；成套等离子喷涂设备、喷焊设备；各类专用机床；热喷涂空气净化设备，前处理及后加工设备。单

　　55、机品种已达100多个，这些产品开发与生产，保证了热喷涂技术的发展，比较突出的有：1、高速火焰喷涂装置目前从国外引进的高速火焰喷涂装置(HVOF)、(HVAF)以及超音速等离子喷涂设备，其特点是粒子飞行速度高，涂层与基体结合强度高，孔隙率低，这些设备已在航天、航空、冶金、化工和电力等行业发挥着重要作用。但是上述进口设备价格昂贵，且燃料(丙烷、丙烯)不易普及，针对上述情况，结合我国国情，四川长城喷涂技术研究所研制成功了氧乙炔焰作热源的高速喷涂枪。由于受到乙炔压力的限制，目前虽然粒子飞行速度达不到超音速，但却比常规氧乙炔火焰粉末喷涂飞行速度提高了45倍，比常压等离子喷涂也提高了12倍，可喷涂金属及合

　　56、金粉末材料有Al2O3-TiO2-Co-WC以及聚乙烯、尼龙等热塑型粉末材料。此外，西安交通大学等单位已研制成功高速火焰(HVOF)喷涂装置，并开始应用。2、高速电弧喷涂装置由于电弧喷涂具有结合强度高、耗能少、成本低等优点，所以近年来这种设备在国内越来越被人重视，并积极采用，特别是在钢铁结构件大面积长效防护工程及电站锅炉管道热腐蚀中发挥了重要作用。在普通电弧喷涂的基础上，国家产学研设备工程中心装甲兵工程学院、西安第二炮兵工程学院近期又研制成功了高速电弧喷涂枪，气流速度高达600m/s以上，其涂层结合强度、孔隙率等多项指标都优于普通电弧喷涂，目前正在进一步推广应用。3、氧-乙炔火焰金属粉末喷涂装

　　57、置氧-乙炔火焰金属粉末喷涂技术目前在国内推广应用范围很广，几乎所有大企业都把它作为修旧利废的一种手段。上海、江苏、武汉和四川等地已开发生产了多种型号的喷涂、喷焊枪，已广泛为喷涂单位服务。上海焊割喷涂机械厂近期在原QHT-7/h火焰喷枪的基础进行改进，采用两套喷嘴，利用两种热源：即氧乙炔焰和氧液化石油气(家用瓶装)。采用瓶装液化石油气作可燃气体，可大大降低成本，且对喷涂作业带来更大的方便。4、气体爆燃式喷涂装置航天总公司六二一研究所，从60年代开始研制，现已安置了一套完整的燃气爆炸喷涂装置，为航天、航空以及其他军工部门喷涂了许多高密度优质涂层，设备已达到或接近国外同类产品水平。北京长城钛金公司近

　　58、年来与乌克兰合作，建立了中外合资的北京钛得新材料有限公司，引进了乌克兰的爆炸喷涂设备制造技术，现在能生产计算机控制三维行走机构的爆炸喷涂设备，除面向国内用户外，已出售到美国及台湾等地区。5、氧-乙炔火焰塑料粉末喷涂装置近年来，采用氧-乙炔火焰，用沸腾送粉方法，通过特制的喷枪喷涂塑料粉末，可以得到平整光滑的塑料涂层。这对于大型工件、各种贮罐、管道涂装塑料涂层提供了一种新方法。为此，沈阳市热喷涂厂、武汉材料保护研究所、装甲兵工程学院等都先后研制成功了不同型号的火焰塑料粉末喷涂装置，并且进行了大面积施工，收到了良好效果。其中，武汉材料保护研究所研制成功的FSP-型塑料粉末火焰喷枪性能达到了UTP公司

　　59、I-SPRAY-JET喷枪的水平。6、新型等离子喷涂枪清华大学等单位研制成功了QZNI高能内孔等离子喷涂枪，该枪功率可达75kW，热效率、等离子射流平均焓值、射流温度、喷枪功率和粉末沉积率均达到Metco大内孔喷枪水平。近期，北京市熵科尔应用技术研究所研制成功了BT-G1、BT-G2、BT-G3型新型等离子喷枪，以及BT-NI型大内孔喷枪，同时还研制成功了BT-F1型双筒式超细粉末送粉器和物理方法冷却系统，使国产等离子喷涂设备水平又上了一个新的台阶，缩短了与国外设备水平的差距。7、新型喷砂设备问世北京、上海等地近期已研制成功了小型可回收式喷砂设备以及大型环保喷砂设备，大大地改善了劳动条件，减少

　　60、了环境污染，为推动我国热喷涂技术的发展起到了积极作用。二、热喷涂材料的新发展人们称热喷涂材料是热喷涂的粮食。喷涂材料性能、质量、品种是衡量涂层质量的重要水准之一，也是影响经济效益的关键因素。我国热喷涂材料虽然起步较晚，但进入70年代以来发展相当迅速，目前已有40多个生产厂家生产近百个品种，基本上能满足国内需要。这些研究和生产单位研制和生产的热喷涂材料大体可分为（近期的新品种）：1、粉末材料北京矿冶研究总院研制成功的氧化钇部分稳定型氧化锆热隙涂层材料，以及抗高温氧化的镍铬铝钴氧化钇底层材料已在航空发动机上得到了广泛应用；重庆仪表材料研究所研制成功的空气氧化锆材料喷涂的热障涂层，其各项指标也达到要

　　61、求；北京矿冶研究总院研制成功的镍铬-碳化铬复合粉末材料，已在许多电厂锅炉水冷壁管上作为抗高温耐蚀耐磨涂层，应用效果良好；沈阳砂轮厂研制成功的氧化铝、氧化铝-氧化钛粉末已广泛用于纺织机械及冶金设备上，该厂研制成功的CrB2粉末在连铸机轧辊及炉底辊上喷涂应用已初见成效；北京钢铁研究总院采用自蔓延法研制的XTiC+yCr3C2+zNi复合陶瓷材料，适于等离子喷涂，涂层硬度可达54HRC，可耐800高温；自贡硬质合金厂生产的Co-WC合金粉末，已经得到广泛推广应用；四川等地研制成功的钼基合金粉末，已成功地应用于汽车同步环的喷涂。2、丝材北京工业大学研制成功并批量生产了含稀土元素的耐磨耐蚀热喷涂金属粉芯

　　62、丝材，比较典型的有7Cr13型、3Cr13型、低碳马氏体型，适合于电弧及火焰喷涂，其涂层平均结合强度为50MPa、孔隙率小于7%、涂层平均硬度4050HRC；北京有色金属研究总院最近研制成功了用于电弧喷涂打底用的Ni-Al合金丝，以及用于抗高温腐蚀与磨粒磨损的电弧喷涂用Ni-Cr合金丝(相当于美国TAFA公司的45CT)；装甲兵工程学院研制了SL30型Ni-Cr合金丝涂层+有机金属复合涂层，成功地代替美国TAFA公司的45CT；沈阳工业大学研制成功了铁基合金电弧喷涂打底丝，代替铝青铜丝；上海、北京、浙江、四川等地研制并生产Fe-Cr-Al丝、Al-Mg合金丝、Zn-Al合金丝以及巴氏合金丝等。

　　63、3、塑料粉末在开发研制供氧乙炔火焰喷涂用的聚乙烯、聚丙烯、尼龙等粉末的基础上，近期有关单位又研制成功了氯化聚醚、改性氟塑料粉末，拓宽了塑料涂层的应用范围，已在防腐工程中得到了应用。4、棒材引进美国的陶瓷棒材喷涂材料，已在纺织机械中得到成功应用，国内试制的陶瓷棒材及柔性陶瓷丝材已问世，不久将推向市场。上述材料，都是近期在国内出现的新品种，这些材料的开发与生产，为我国热喷涂技术的发展创造了有利条件。三、热喷涂工艺技术的新发展热喷涂技术目前在国内已经得到了比较广泛的推广应用，近年来发展的趋势和特点是：(1)大面积长效防护技术得到了广泛应用对于长期暴露在户外大气的钢铁结构件，采用喷涂铝、锌及其合金涂层，代替传统的刷油漆方法，实行阴极保护进行长效大气防腐，近年来得到了迅速发展。如电视铁塔、桥梁、公路设施、水闸门、微波塔、高压输电铁塔、地下电缆支架，航标浮鼓、竖井井筒等大型工程，都采用了喷涂铝、锌及其合金方法进行防腐。目前国内有几十个专业喷涂厂从事这方面工作，喷涂面

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　　2025年青岛大学马克思主义基本原理概论期末考试模拟题附答案解析（必刷）