热喷涂技术

发布时间：2022-10-19 09:57:01 浏览次数：

热喷涂：热喷涂技术是利用某种热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，用高压气流将其雾化，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面从而形成涂层的表面加工技术（在日本热喷涂被称形象的称为熔射）。通常将金属、合金、金属氧化物、金属/陶瓷混合物、碳化物、线材、棒材以及各种复合材料沉积在不同的基体材料上，形成具有独特微观结构的涂层或者精准成型的部件。热喷涂技术使基体材料或工件形成了保护性或功能性表面涂层，使其达到：防腐、耐磨、耐磨、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等功能，其在世界范围内诸多工业领域都有着广泛重要的应用。

▼热喷涂原理示意图

热喷涂适用范围很广，几乎所有固体材料都可以作为热喷涂的基材，可在各种基体上制备各种材质的涂层：金属、陶瓷、金属陶瓷以及工程塑料等都可用作热喷涂的材料，工艺适应性强，产值约占材料表面工程所有产值的三分之一。

一、热喷涂的工艺分类

按照热源不同，热喷涂可以分为多种。其中，等离子喷涂居主导地位；高速火焰喷涂（超音速/声速）居第二，占据25%的市场比例；电弧喷涂代替传统火焰喷涂技术上升至第三位。

▲热喷涂生产一般包括3个基本工序--工件表面预处理、喷涂和涂层后处理，其基本工艺流程如图所示。

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比较项目	火焰喷涂	电弧喷涂	等离子喷涂	爆炸喷涂	超音速火焰喷涂
热源	O2+C2H4	电弧加热	电弧产生高温低压等离子体	O2+C2H2	煤油、乙烯、丙烯、氢气
焰流温度(℃)	850~2000	20，000	20，000	未知	1400~2500
焰流速度(m/s)	50~100	30~500	200~1200	800~1200	300~1200
颗粒速度(m/s)	20~80	20~300	30~800	~800	100~1000
热效率	60~80%	90%	35~55%	未知	50~70%
沉积效率	50~80%	70~90%	50~80%	未知	70~90%
喷涂材料形态	粉末，线材	线材	粉末	粉末	粉末
结合强度(Mpa)	>7	>10	>35	>85	>70
最小孔隙率	<12%	<10%	<2%	<0.1%	<0.1%
最大涂层厚度	0.2~1.0	0.1~3.0	0.05~0.5	0.05~0.1	0.1~1.2mm
喷涂成本	低	低	高	高	较高
设备特点	简单，可现场施工	简单，可现场施工	复杂，但适合高熔点材料	较复杂，效率低，应用面窄	一般，可现场施工

▼不同热源的最高温度

1、等离子喷涂

等离子喷涂是采用刚性非转移型等离子弧为热源，将欲喷涂粉末材料加热到熔融或半熔融状态，在经过高速焰流将其雾化加速喷射到经预处理的工件表面，形成喷涂涂层的一种热喷涂表面加工方法。

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