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什么是热喷涂 . U" f+ u4 w$ a: e9 t
cccc热喷涂是指一系列过程，在这些过程中，细微而分散的金属或非金属的涂层材料，以一种熔化或半熔化状态，沉积到一种经过制备的基体表面，形成某种喷涂沉积层。涂层材料可以是粉状、带状、丝状或棒状。热喷涂枪由燃料气、电弧或等离子弧提供必需的热量，将热喷涂材料加热到塑态或熔融态，再经受压缩空气的加速，使受约束的颗粒束流冲击到基体表面上。冲击到表面的颗粒，因受冲压而变形，形成叠层薄片，粘附在经过制备的基体表面，随之冷却并不断堆积，最终形成一种层状的涂层（见图1、图2）。该涂层因涂层材料的不同可实现耐高温腐蚀、抗磨损、隔热、抗电磁波等功能。自1908年瑞士工程师Max Ulrich Schoop发明热喷涂以来，该工艺得到不断完善和发展。今天，热喷涂作为一项高科技工艺已广泛应用于航天、汽车、能源、钢铁、冶金、造纸、机械维修、市政建设等诸多领域。在中国，热喷涂还是连续四个"五年计划"推广的科学项目。
% c4 Z4 ?) k5 x; r图1.
% l2 L6 H( i Y$ e+ D& m
4 Y1 ]% }( K; j5 ]) Q0 B & b0 p, a/ d& w/ k# Z$ c4 l
图2. : l6 h2 }7 H! |6 ]) W9 V
4 V3 O$ ^9 F0 J @( [ 6 R" |6 t) a* U8 ~- V
cccc在工程、机械的表面领域，热喷涂技术是最有效、最省钱和最直接的增强表面功能和工艺参数的方法。能够通过热喷涂手段改进和提高的表面种类几乎是无限的。通过喷金属、陶瓷、合金、重熔等等工艺手段，工程表面的功能概念得以延伸。
+ a+ j. \4 X" S4 N. p* U2 Tcccc可选择多种多样的热喷涂设备和方法，无论是手持的或是装在机器上的。热喷涂的工艺也涵盖各种选择：火焰粉末喷涂、火焰线材喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂、可控气氛下的等离子喷涂、真空等离子喷涂等。 8 J+ Z( ^' u5 G
cccc很多行业都在采用热喷涂工艺提高设备或零件的使用寿命、改进表面工艺参数以及降低生产和维修成本。热喷涂的功能包括：
+ X6 F \: M" |* \" F2 l
7 B1 K5 a f. `1 }6 D7 f( V! Y- 抗磨损 / t% z8 i: z8 d% \' Q! r$ q1 s
- 抗腐蚀 ' j" s' x- D* b j) I9 r) \
- 间隙控制 * i: f( {# Z1 L9 K2 m
- 控制流体环境
+ e% c9 _" i: `# E2 m2 y6 K R1 C
- 热障 / s! Y: e1 d1 Y7 R/ N* t
- 恢复尺寸
- l6 w" Y5 ?' c0 }1 R: d
- 改变导电性
+ }4 O% q2 z5 y9 F$ T8 n各种热喷涂工艺的比较 & _* x/ b8 s' e: S/ e; A. E
4 L" V* K6 a+ U, @
U: A, n* E8 y# [3 s
8 S) w* ?# H! |3 K; w4 a. v2 m7 Y, n% ~
| 涂层类型 | 6 s2 G. j0 O' X: V
火焰线材喷涂 | 0 @% w( x& V2 d
火焰粉末喷涂 | * n: W8 x; E0 q& W# b
超音速火焰喷涂 |
3 W0 o* H; o! R7 e1 W+ I电弧喷涂 |
4 {. x1 `( y3 c& n, {& ]3 p+ I) P等离子喷涂 |
5 r0 F/ S+ f* y+ k* A0 }9 G低压或真空喷涂 | + I" H9 G: i' l' Z
; O5 J) Z" I0 e7 ?! C|
! ]; ~0 E7 Q6 `& C2 C8 h8 q3 x8 c7 A& { 气体问度 103 oC (103 oF) |
, v( ~+ `4 r& N" \& V3 ^/ X) q+ W$ x# e! U4 j+ T
| 全部涂层 | : X7 D! Z( W B
3
(5.4) | $ V2 s6 T& z8 B4 n+ `
3
(5.4) | / X/ l4 q. N; H z/ h, M9 I! ]& ^
2 - 3
(3.6 - 5.4) | 8 Z8 R9 q R$ W& Q: t3 y% X' o& R
N/A |
4 m3 s# N4 S0 u+ w12 - 16
(21.6 - 28.8) | , `# ?5 K9 _" v, d& n
10 - 80
(18 - 144) | 8 S8 M, B" X1 H; R, G
3 f/ s x2 m! ] I! t4 l
|
6 l- {$ N8 S( x2 [7 t. G; m+ b; c( a 结合强度 MPa (103 psi) | 5 y" Z$ l/ x4 f( r) A$ W
( q9 l* Z! F% c+ @! z; j| 金属 | - y* x4 X3 B- s J: d. b
14 - 28
(2 - 4) | }* C) S' k5 ^2 X+ D9 m% u
14 - 21
(2 - 3) |
) X- t! h) i3 e7 Y# u8 ]48 - 62
(7 - 9) | 2 p, ~* E5 V8 c5 S. D# F
28 - 41
(4 - 6) | " s# o G0 ?( }
22 - 34
(3 - 5) | 6 k% c4 S2 z( a; i3 u
100 - 400
(14 - 57) |
- q$ ^9 \6 |; e1 }
# l5 T" R4 c: w& h$ y* ^| 有色金属 |
7 @+ {: |; {$ I1 a; L5 c! c7 - 34
(1 - 5) | ! C! [3 t: U/ J8 n" X
7 - 34
(1 - 5) |
. M: R1 d. O5 C& k, L+ v# V, E5 U48 - 62
(7 - 9) | 2 r/ ^3 g* w5 B0 `( {+ Q
14 - 28
(2 - 7) |
H5 B: g! f# T0 p- A14 - 28
(2 - 7) | # J O1 s4 N' @8 e
400 - 750
(57 - 107) | 7 d1 O: B M# E9 K8 Z1 A& i* c
& w# b3 t8 g( \- N3 E| 自熔合金 | ( x/ r7 ?/ T0 f! \2 S
--- |
# T1 y3 J: ~# V, A6 K83+ (12+) | 6 ~7 ?5 P4 T/ o" V) p/ n. o
62 (9)** | 0 d7 c* X- B* \4 C. N! z4 s
--- |
$ L% x7 q5 {* V* `& b# Y--- | ) _+ L9 b" z. y5 U7 B1 f* t4 i
--- |
& a/ z& ^0 {/ P4 a8 W9 l% e. X
" F/ b5 E* [' w8 J! I; y| 陶瓷 |
8 }! o' ]% {* h ^5 l; C9 @0 J. B' P--- | 0 B* C: G8 g4 K% \5 ?' s
14 - 32
(2 - 5) |
, m$ ~' P- \& [- w--- |
3 ^4 K! q" B' J& S; Q1 Y m--- |
- I! R- B" q d C3 F* R; n& @$ f4 q21 - 41
(3 - 6) | ! K1 o0 Y, z9 S, `
25 - 55
(4 - 8) | 6 |$ x8 s" j) b8 g* p6 _+ D# c
! p8 \& o+ r9 `+ T8 F& k" D
| 碳化物陶瓷 |
6 f! \3 h! `1 v) d& O--- | 9 p: S! u8 h0 N6 b- e
34 - 48
(5 - 7) |
$ h/ N: Y, B, K83+
(12+) | 9 { U2 J; S2 I: ?7 J
--- | 4 y/ q; V, c3 S; M) H; I. `: k
55 - 69
(8 - 10) |
, L+ f3 C& p F- q/ q/ d1 Q500 - 100
(9 - 14) | . w0 Y+ \/ |2 [+ V* F$ b ]. x
6 t% ]- w$ |8 \2 _
|
3 b0 H( e. B5 s# O: H. Y2 c J 致密度, % | 4 r* f* y1 T: c. s- K
! I! L& j* v" J$ g a2 L| 金属 | i6 a. b$ Z! Q; i$ \
85 - 90 | & T/ Z" E9 R# \. W2 z
85 - 90 | , i; @- S4 t* u# O8 t
95 - 98+ | ( y4 m7 H0 r) Q* J
85 - 95 | " x; ~3 R5 D) ^+ U
90 - 95 | % i2 O8 |8 O8 I; H" `9 E- | ^
97 - 99+ | / p7 K# V1 @8 N# h3 L( d9 o- `
1 k8 ?/ v" E* I6 i/ I9 A v
| 有色金属 |
! ^+ s4 t2 Q5 j- |; y85 - 90 |
" i* G& K/ `2 x! O" S1 w85 - 90 |
, F$ j* }$ X: y0 n* j7 J8 C" a95 - 98+ |
3 {+ T& D! D! n6 L85 - 95 | 1 b9 |1 A5 x \) B8 ~
90 - 95 | ( N* F. ^$ ~! z8 ?- {
97 - 99+ | & o" X+ w; W- x% y5 \
& {* Y7 U" ?2 O9 a| 自熔合金 | 8 `! \) k: d3 f: E- J. Y
--- |
" E9 t2 S5 o i3 M100* |
8 G/ ?/ w! q( O' ^) ? h+ ?98+** |
0 f4 ^; K9 p# S* M. ]--- |
" G" M; i; S+ d$ W+ k--- |
3 ]+ p+ u' h, ~--- |
' P: \" Z* n& ^& K% U& A+ \, J$ U$ ^7 G, y( b+ X- N6 E' L
| 陶瓷 | ( m) w1 }" X" L! I
--- |
, C D8 Z- N% I* @. G8 p90 - 95 |
6 U9 W# Z! L8 Y--- |
6 C% P3 y; M5 {& {" U0 h* C--- | , K0 U4 A% t H+ K# a3 C8 ~3 |6 _0 Z
90 - 95+ |
5 e) W/ n0 T6 r95 - 98 |
- @; G7 f, v* w" X3 |* Z# \* C9 y% ^0 T8 [% Q2 O
| 碳化物陶瓷 | 0 \6 V. z. v! Y \* N [
--- |
# o& r/ N: C, A( h85 - 90 |
& N* y4 d" z$ C6 V6 w. X95 - 98+ |
- ?$ A3 P* x2 C4 f% Z% I( h--- |
6 W0 n* ~9 e5 [) e4 y5 E90 - 95+ |
+ t M) k4 Y/ X95 - 98+ | 3 v5 Q* ~# A$ ]% | c
3 s% D( U* i* u
|
: K9 n/ d4 z0 p% i B 硬度 | ! D/ r& l9 k% |0 g5 j
4 x! [5 w1 G& X/ [
| 金属 |
$ ^2 {) \7 A8 V+ ?84Rb-35Rc | ' B. h2 z& d# H2 H
80Rb-35Rc | 4 F$ o) S+ z" u0 z( U) ~
90Rb-45Rc |
% P) v4 a8 Q% f4 T- g85Rb-40Rc |
( }; n- m& {& l' |% m80Rb-40Rc | z3 U4 ^: S) ?* d c
30Rc-50+Rc | 8 e' a* _4 g- r
) [1 y4 x9 S1 B8 b: E, Z. l, k| 有色金属 |
- w6 ]9 p% a! D! `+ @9 o95Rh-40Rc | & x* A; c: _* U4 i: g2 W# D
30Rh-20Rc | 0 g }% k; N n- n/ s2 B+ v8 F0 S6 m
100Rh-55Rc |
9 ?+ r! l* m# e! d0 H4 F2 M; r1 Q3 u" r40Rh-35Rc | 9 n5 t R6 Z2 K
40Rh-50Rc |
4 U" Y% Y( h! O5 E. q9 d45Rc-55Rc |
. ^! A: f6 ]& s! P, f8 A# e, z( ^/ I, E
| 自熔合金 |
9 U) A" l% A1 Q- I E! s--- |
: B3 q. `7 }7 \* x8 y- f9 j30 - 60Rc | T( n9 J E, p p( e$ x2 _
50 - 60Rc | 8 Z* B4 f. Z. L
--- |
! [3 `4 p( B" G) \: i2 u2 ?--- |
4 i7 r+ l9 n9 w, Z--- |
0 p# T8 i1 ~ O0 O3 e8 d$ O; ^4 h9 b
| 陶瓷 |
* t& E& X' k$ D- t+ O7 X9 v--- |
( Y- q& Y$ ]0 r3 ~, R# u1 A K5 L40 - 65Rc |
5 |$ H8 a: y% z3 U--- |
: ` [, N- O* N0 G* }--- | & n5 A+ K6 i9 A. c3 f! Y. p! z
45 - 65Rc |
1 l. {" s& f! m8 z k8 j50 - 70+Rc | % O6 |; }7 q- ]9 s
% L: W& M5 b8 l: [| 碳化物陶瓷 | p8 ^4 @5 Z6 t" g% @6 H/ D
--- | 0 o" ?0 O, V4 c& z5 ]3 E( f
45 - 55Rc |
5 f& ]* ]6 ~+ X1 h! j, C( K' y55 - 72Rc |
" i3 U( G9 [& H: E7 i" c9 R--- |
7 o2 O( g: @/ O# C, A# s3 b50 - 65Rc |
( w V3 V& W$ w- R( i! a) u50 - 70+Rc | 5 y7 M! w4 L* f. L- S& E# T2 e
+ I& o7 _) o2 F|
! ] g* Z+ o& d9 [+ ] 渗透性 | 8 O, R U9 F( ~$ Z# s0 F) m
" c# ^+ W" U( a5 e/ q D2 P| 金属 |
7 z5 ^# |* A/ w1 T8 u4 ?. L M高 |
0 b$ |5 r7 Q( Q; s- x4 n中 |
6 J) g1 H' c$ n& s9 e- u) P* S极小 | + j0 C5 m- F! |" L3 y- s% x5 i
中 |
9 J) A/ g' \+ T! k8 S( \4 p中 |
9 `! C3 w5 R4 E" |% b% s无 |
9 T8 N H# B* ]; \# u" s. @
7 p. X4 m# c8 G| 有色金属 | / C" J2 m0 f% b$ \
高 |
7 E; ?( O/ L1 z4 {: \6 G8 f' }0 A6 N中 | ' r+ F$ [. R: b4 l
极小 |
+ m/ v n7 x1 {& I: {% I" T7 k9 Z中 |
6 N& c& z( s$ b! h中 | 0 R' b% o x' B) u( T
无 | 2 L8 f8 L; Y6 H+ `2 d
, j: w7 F% I x% Q2 [' ^1 M
| 自熔合金 |
9 S2 ?6 }% O0 h4 s! X# ~9 u$ [2 ^--- | 7 O% Z1 V6 e5 L$ f( b
无 |
' f6 [4 v, j: q& \! `$ ]极小 | ( P6 o) y: U" D
--- | 8 p6 q/ b+ b6 W: v: H
--- | % p& F, U& s/ m' Z& d
--- |
* V; {7 f4 v1 G7 c6 ?, Z# v
+ _* `. Z, i6 \| 陶瓷 | & o8 V4 a4 N+ `+ \
--- | ' ?% q! E9 \9 t" I* ]3 v9 {7 e
中 | 9 ^; ]6 }( a4 s# N& j# {
--- |
3 H- P: u8 V7 A; t$ L4 ~( y5 d6 Z--- | ( J, o! e' W8 P, C8 p1 K
偏小 |
+ G0 ?8 z0 [& q极小 | ; u/ _, W; J/ [! g) R
$ O5 [; r g1 E& T| 碳化物陶瓷 | 5 g2 K% Y$ m D
--- |
$ P$ k5 ~ Y; z6 [0 Y) D( u中 |
/ l& n" ?8 X W: I0 o极小 |
% K; U; W( Z, d/ S--- | 0 A) B2 o d. p/ V
偏小 |
2 F$ W( S* s! Q7 x5 e极小 |
2 o) A. f( p' O5 Q B- E" F4 P9 d1 F0 W- r2 V- q) W, y. P
|
3 ^# V) g; O+ Q% L( o& n 涂层厚度限制 |
& C9 q3 `2 `4 m0 C, G7 U* _7 L3 E/ H# b7 R! @4 f) u+ `6 v: [
| 金属 |
! F( o' }5 C/ L" m- _6 k$ n0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) |
7 q9 f; e4 @' c* r2 C( N0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) | 6 W9 | d; u) ~' r% q
0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1) |
& h, K; x7 r1 Y+ a# s0 m0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1) | " ]6 J! _, ^+ F9 g, L
0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1) |
/ ?* F6 F2 E" K# h9 [0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+) | 3 T9 N+ [3 `) X
% d/ K/ [- x$ P( Q1 r) c| 有色金属 |
( q9 m1 m" u$ ^$ V( y3 H- b+ H! c0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) |
* Z/ b O7 m8 c( q: D# J& N' f6 _5 C7 c0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) | 7 {; j* b/ y$ H' x6 ~
0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1) |
5 G1 \4 ~( |; U8 q, a/ a. L" a0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1) | , D1 N6 y1 s# ~1 w" x) U4 ]% b/ _* }
0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1) | # v* V: O; w \, M. p" K1 S
0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+) | ' S& L; _4 X U
" r) L7 H6 ^) W0 x0 y2 j+ I
| 自熔合金 |
8 b9 ~0 V" v0 r9 E' s; p: Y--- | 0 r5 `9 L* O) a4 |
0.4 - 2.5
(0.02 - 0.2) |
, m* x0 r a1 K9 c3 Z0.4 - 3.8
(0.015-0.15) | 6 B8 ~. e2 r8 I2 ]7 \ r2 F
--- |
% q4 `3 I" y( K: `5 @--- |
- t* e0 F% w& S# g4 G' B- E! A0.1 - 15+
(0.004 - 0.6+) |
' R& w0 F0 j: R0 Q9 v2 I2 t) ]( U& w' E* J' Y1 j( ~: a9 {
| 陶瓷 |
3 \' ?( w6 H* {3 T: j--- |
7 O* z' G% d' I1 G0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1) |
8 Z2 u! z2 T0 N# \. B--- |
, ]7 P0 ?; `" v--- | 2 k# e/ x! q( |% u: k4 S" I! T
(0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2) |
3 A7 `5 a9 V1 }2 @3 \# a0.05 - 10+
(0.002-0.25+) | 1 ^8 g4 q# s7 |* w2 V8 H" E8 T
5 B( e' l2 h' Y" o7 l- Y| 碳化物陶瓷 | 8 N- L( Y# k* K ^) T5 p! Q( k
--- | ; E: w/ S9 F/ o# W3 l1 [
0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1) |
0 g$ r, X+ Z% O# w2 O" m- T( [2 W0.4 - 5.0+
(0.015-0.2+) |
: q* \; }; G# T( T% ?2 p* w--- | 7 ^" x# t/ ~7 l& s2 @
(0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2) | $ {& t8 }% J" M6 }3 U r' E
0.05 - 10+
(0.002 - 0.4+) |
3 g' Y: l. ^. Q' }. E3 ]+ ?4 U* 自熔性涂层(2) 超音速火焰喷涂
. G8 V, c! ]$ @** 非自熔性涂层（1）可控气氛下的喷涂 ; z& P$ g+ K/ M! Z/ A4 k" ^ Y5 a# h) b
热喷涂设备的主要组成部分
- t2 q% o! E4 \* J7 I. ?; t
4 l; ?. k; k. U/ n, |( x
, ]$ d" f2 `* d1 [ m/ W
|
发表于 2006-8-22 22:22:41
发表于 2006-10-9 21:39:19
