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什么是热喷涂
) n, j3 I( b" F) |8 ~9 ~- Acccc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。
# F$ I" x+ u( F: V% P+ L3 n, x图1. 0 D* k2 ^ t. A
- p8 o. |& w8 i4 \, f% u. l5 a
" T) P8 q& ]4 _- S2 c, |图2.
7 Y3 T( D. _7 L; e3 \! E# {
6 x, L9 ]) l) X0 S# I
+ V) d ~- W4 |8 }( c1 Fcccc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。 1 p6 g/ ?7 ?8 | P9 _
cccc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。 ! y. H) h* i/ [9 ?6 Q. V( q
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：
k; N7 @( J6 q3 w N. R, H$ ^9 }, X$ w6 K
- 抗磨损
F5 H# t; t1 z( y3 U
- 抗腐蚀 # j2 L. _# ?, w M
- 间隙控制 ' o( u% v% h* w, ]% w
- 控制流体环境 ( \$ v3 ~5 ]1 E1 n! ~6 Q
- 热障
5 k/ Y7 E9 s, n; A9 e/ `
- 恢复尺寸
7 _0 {+ K/ I7 ?0 v4 ~( L
- 改变导电性
0 x/ s' U+ J5 P# B( k
各种热喷涂工艺的比较 . z* B& g+ h) Z) L: }
: x! D7 l. C5 S5 \ 7 n7 k# j, i* ]* d; E2 C* a0 j/ M
. @% v7 _5 x+ m7 R. ]; j. T9 S
! k8 E: E( O1 }; k9 A, n7 `& f- J
| 涂层类型 |
% Z) B' x' g" \! K2 A火焰线材喷涂 |
% p3 V" T; N* i% i1 o* k3 x+ [9 h火焰粉末喷涂 | 1 V- x4 M) N. B, D; Z$ S
超音速火焰喷涂 | * G, p' O2 l4 X7 H @8 u: F2 c
电弧喷涂 |
' `. }* f& I$ ? ^& _等离子喷涂 |
1 Y# L3 t: A8 `6 K3 k% o低压或真空喷涂 | ' Q) r! j: O9 m4 x; I' l K2 Q6 {( v& k5 x
( Z. C0 y1 N5 t4 R$ }* L0 }: M# M
|
5 M! C- Y" f* a e! f% e" k 气体问度 103 oC (103 oF) |
7 ]" q$ D4 S* f, |6 T' t
5 |" ?% T+ k. o6 S: h+ Z5 F% m| 全部涂层 | * R5 ] ~; p2 c) Q# W
3
(5.4) |
$ o) w8 `0 w. w0 u' ~$ C3
(5.4) | # d) m" A5 W$ Y( g& B
2 - 3
(3.6 - 5.4) |
/ A( R4 q0 s9 \7 _N/A | : s7 x; G) [" p% J
12 - 16
(21.6 - 28.8) |
r! m2 |) R4 L3 x10 - 80
(18 - 144) | . C8 \" q% F6 O5 q& g* d0 q: U
1 l/ o1 i c3 L! N| - W$ q2 W& O7 }3 {1 o0 _
结合强度 MPa (103 psi) |
. P* ^% P( Y. ?4 |7 W3 K2 V! g. W3 W, {( J1 ?
| 金属 | $ I2 l0 R: |' N( y% |
14 - 28
(2 - 4) |
+ C+ ~$ E, _6 x& o# U14 - 21
(2 - 3) | 2 ~; y( H ~. k3 K3 T" O8 L! h+ H
48 - 62
(7 - 9) |
# b' u1 A# D5 ? \6 ~+ z' x28 - 41
(4 - 6) |
2 q, D- ?# C3 @$ p E22 - 34
(3 - 5) | , u8 X6 {4 |' s7 X/ P- u3 T) o
100 - 400
(14 - 57) | 1 a5 ^ z8 x q
4 ~$ Y; B+ [$ v( i6 h
| 有色金属 |
7 @- v, ?! x" [1 e7 - 34
(1 - 5) | 4 N5 \& Z7 D4 r' r
7 - 34
(1 - 5) | , y* I$ N7 g/ m* Z
48 - 62
(7 - 9) |
2 b- V/ o3 {) b14 - 28
(2 - 7) | & G( P' U, A) b
14 - 28
(2 - 7) |
P! c! ]+ [. B400 - 750
(57 - 107) | 8 h1 d+ ]- R; q8 E8 z3 c7 @
. E- @9 B v7 C, a; `/ c8 y
| 自熔合金 | " g' {9 ?4 B- U, |7 F* s
--- | 4 a2 o, N* ?6 g
83+ (12+) |
; e. q s* b: q8 q' K62 (9)** | , g: ?# s7 L/ B
--- | 2 y" M9 m* D$ [6 T: _* P
--- | ; y$ k# x+ a) S- w2 I4 i" h' v+ u2 E( t
--- |
3 x' B9 y2 C1 e3 J/ e
0 Q2 K; Y( w' l( \. L( @" Z| 陶瓷 | ) A# T- A3 i7 |
--- |
7 d' n8 u3 s/ k14 - 32
(2 - 5) |
* y) y! E- c) q--- | / }7 W1 l5 V' F/ U% E! K$ g/ K5 }
--- | " u0 r J. G7 I9 f
21 - 41
(3 - 6) |
~; Q& g; J" C" z9 W25 - 55
(4 - 8) |
7 m4 s! m4 _9 \7 N9 n& h
3 N6 p* J. v9 v4 ~2 `2 y+ v| 碳化物陶瓷 | $ J" A. a1 D) P# [- q0 q
--- |
p |4 j. [/ j# M2 \7 T4 {3 y34 - 48
(5 - 7) |
3 h1 B6 l T- i4 u) y83+
(12+) |
' H" J4 y, c, q/ H1 x# x! s--- |
2 y- l, M; g. x# F( ~55 - 69
(8 - 10) | : h) Z7 F- m+ G% B* }
500 - 100
(9 - 14) |
o `! g/ W7 O
$ M6 W, W( p Q$ `% }! V D, ?|
0 }( M& l5 @5 I9 c 致密度, % | / N: x) n" J, r% `' x: Y! r) {
4 w" m( X7 m0 e) |3 x
| 金属 | # f7 y; |' w% X1 N
85 - 90 |
7 ? c# J' e, D9 s' m8 f' r$ D: F85 - 90 | 3 L" N2 ^! P; Q# L W
95 - 98+ |
$ ?" F2 k9 @+ w& f85 - 95 |
{0 A$ e- W4 U& R6 N" Y90 - 95 |
% [+ ]- V% _, g9 K97 - 99+ | 8 z. \, d M; O- h8 l
7 a2 F2 S5 f; h| 有色金属 |
% g* Q) i* [- r' }85 - 90 |
3 ~/ @; |$ I# p& e0 x# g) `85 - 90 |
9 }- _# }/ `( X+ e' \0 T95 - 98+ |
% y t1 i8 M$ V" E F' u85 - 95 |
]/ @: n; O% E' {+ Y; a4 I90 - 95 |
" |" k4 o4 Z+ B1 h# O: X# t97 - 99+ | / m) d# M0 @' G% U7 h$ ~0 c
, a r0 @1 N* o$ P: w| 自熔合金 | 1 Y$ i! _4 ?3 S! y& t
--- | 2 u5 T$ H J6 n/ F
100* | ; m) p0 V2 n: x) c
98+** | % L& a& ~( G: c- z3 h5 d- O2 y
--- |
* A) U! {* O- [" |$ L--- |
# s1 _( t( G+ i" d6 P- T" i. R--- | ; t& g7 U+ D* o- F4 X% [: J/ H+ O5 |
+ ?, B H* n* w. w| 陶瓷 | * b9 T: Y& n# j
--- |
! N7 ~: T! R7 u$ P7 T8 U+ F90 - 95 |
2 Z' q1 }/ y6 v3 G! X--- |
6 z1 u# f, M* [8 h) b( g; C \# i--- | + O$ L d9 k; S2 N' {
90 - 95+ | # B+ x4 O, ?" U/ ]6 c7 G d4 w
95 - 98 |
/ R. K0 O+ Q/ y9 R' X$ u, r6 `* F& n- U9 V- K2 b
| 碳化物陶瓷 |
+ t# ~3 R/ N2 {# j. v/ s--- | 9 r) k; o ?5 h, N: f
85 - 90 | ) c- X3 z) n( T6 F* x; ~: O. Z
95 - 98+ | ( J6 G7 X2 T) c# v
--- |
' o7 V/ f1 v4 K9 U; D! Q" y( o' h90 - 95+ |
; V e* o n( M! X5 z4 Z$ C& w95 - 98+ | . M, K# N; L2 e( I+ a
& d, T. V8 j, v6 c| 0 N' a1 @! R5 H: T
硬度 | ( _& s8 Z* A' m, @7 Q, z( K* U/ b% S
0 E- p/ r4 H$ \) Z| 金属 |
% e* f. Q) ?6 h( H84Rb-35Rc | % t% g+ t( x* }9 p$ c% c
80Rb-35Rc | ' P& {8 u5 s) y$ `
90Rb-45Rc | w, l- j8 V: ^4 p1 ^
85Rb-40Rc | ' J; Q ]. a7 V
80Rb-40Rc |
1 g2 J0 X! G( A% u# t5 d0 N30Rc-50+Rc |
' N8 m7 M/ y( n! U: t4 J. ^# c; }" V& Q W8 c
| 有色金属 |
# p/ T$ F! i2 B2 R& \95Rh-40Rc | , K+ [' I0 H) v$ D! Z
30Rh-20Rc |
' `# U+ j z! y# E100Rh-55Rc |
) J9 t0 y6 @& A40Rh-35Rc | 0 D M8 {) x* @1 L3 k
40Rh-50Rc | 6 M3 B) ~. k% p" U$ s, z" Q. Q: P
45Rc-55Rc | # |% K* n T3 F; ]# d
5 F. r: [; x) M% y
| 自熔合金 | / B3 p$ q* s- V4 B& U0 T4 [7 I
--- | ( v4 e) i7 j. T9 l5 ^8 H
30 - 60Rc |
' k8 m" |3 n }2 c3 u50 - 60Rc | + P4 |) N: Z0 m
--- |
7 ^2 Y& T$ J" Z* q l+ W+ y5 i8 m* l--- | , D) M! l* n0 Q& H
--- |
: W1 e. `$ D% ^' h$ }% R8 l* M4 A8 n( N: d: c8 D
| 陶瓷 |
" p, d# f7 I' S; x--- |
* e( {" |2 w0 Y* s y: j* R40 - 65Rc |
' a9 i8 I) a# H& x/ D; D--- | + e6 `" P2 [- D. ]& J
--- | , I/ j% u: f0 Z- G
45 - 65Rc | " k: q! c5 G/ z; ?9 p8 e1 K7 N0 \! s
50 - 70+Rc | 2 c* H8 p/ t6 X1 R3 n
9 S) k) t! P7 n- j
| 碳化物陶瓷 | ) f( l( K; F2 f) z( J" ? q
--- | 3 Y, P, G7 A8 E+ h
45 - 55Rc | L& K" T2 }' ^$ E
55 - 72Rc |
4 O, }- C: D9 _) T) c--- | ; y! L- I/ a | D8 |/ a
50 - 65Rc |
* i' I ~% q' U' b$ x50 - 70+Rc | . G7 e* L3 S2 T! e7 C' R, V
0 R. f# ?4 ^. f
| - ^6 V& \" d/ @
渗透性 | z& s& [* q$ T$ Z% W4 b# F( p) i
5 q+ F7 C* V. D& x; r" z% j- ^& ^| 金属 | 1 r6 H; m6 s. G1 v# K
高 | & q/ p2 M o! J
中 |
% D& v' F# S/ F% A$ h极小 |
4 A1 d/ H2 b' T2 Z' R7 [6 M中 | , z8 N5 x6 R$ {/ M8 q' S* d9 m
中 | - z0 _! i) r1 b/ o6 B
无 |
+ ^/ o* |1 n7 s! j7 P. a7 M# ?: Q# T, j0 ^$ W( O
| 有色金属 |
! P# |) ]7 o6 O) u+ x3 h: I高 | # B" v* u( F/ x2 o, G! ~( `7 k
中 | % i' D' m: e- g: @) N
极小 | 4 E/ z4 g+ w c4 l e
中 | ; Z6 ` h c( ~6 H3 A5 Z" s- O b
中 | ) E" V. {$ E: V7 y: P0 |
无 |
, M/ N! q! p* B# X' N$ M# P* w5 a9 \. P" f& s! V; z
| 自熔合金 | 8 U# z) X2 K6 e2 m2 w9 e a
--- | ; o1 v6 o0 }! G8 O' R
无 | ) [, `; t' ^# j+ g$ O
极小 | , x. ?7 G4 g8 W4 G! d4 ~
--- |
& ]% ~. p6 r. x# m4 B--- |
% I" k% l2 Y6 S3 i5 f--- |
. `* O' m% F: p
* c9 E$ B8 d2 M| 陶瓷 |
9 J: ~7 p6 n* F- c--- |
. M8 b+ N( [9 t- P! f4 m8 l中 |
8 P3 \5 U+ T# e3 B1 R--- |
' V5 Q. {; G; e8 Z9 ^--- | / D; f' u ~. w7 d5 f: {' I: y. a
偏小 | 2 I2 v9 D" ?8 N8 X* B2 Z: w
极小 | ; Z0 X2 q" x( ]$ _+ a9 n* T
, _- K# c2 c- B( o# g6 r4 t| 碳化物陶瓷 |
: S& [8 Q. I& T6 `0 `7 H--- |
9 P4 O" O, a/ x, `$ g) ~ t5 @中 | 2 k! k/ v0 k$ A# U' G6 [
极小 |
0 {1 m2 T4 w1 s j [--- | / F7 N/ c0 C* u4 E. }0 t1 J7 c
偏小 | , C" V- m% p! Z( r. \7 Q+ c; P
极小 | * A( ]/ |0 P% v, c! \$ G, I( A' P
% j n& n6 R8 e
|
+ y+ f0 j2 G+ |4 }: I/ O) Y% B 涂层厚度限制 |
1 _( J# g |, e- l
* G/ D7 ]8 R! u! z1 r T) a| 金属 |
; k1 ]) w: X- P2 {0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) |
1 M' d2 K0 B @1 R. \0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) |
2 R/ Q& y# c7 C l0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1) | : {0 L: _2 a" O9 j# q2 m; I
0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1) | ; ~4 g/ F M3 g6 q/ t
0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1) |
% _" ]. A8 [ R0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+) |
; b) B, p/ L$ v/ e( x% d& p
. n& r- C" h' z1 D& {4 G/ a2 U| 有色金属 | 2 s! B) u: }; N$ |$ v7 P6 b C
0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) | 8 v! R D; R4 y) f3 @6 K
0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) | 6 a/ c9 b% c0 o7 i
0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1) |
6 x. P) ]* l8 x4 Z7 \# E o# r0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1) | & ]" R: N/ Z! k2 u; q* Y
0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1) |
% t) V5 e" U; q2 z+ D( g$ g' @% ?4 Y# z0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+) | ; L& h1 c- J H4 x' ]0 d
( l( {7 j/ G& f7 u3 J: O5 _| 自熔合金 |
- |- \% O' J8 H/ J--- |
- V, n. ^: E6 m% ?; w1 D9 V, u0.4 - 2.5
(0.02 - 0.2) | - ]& }7 ?5 w" r5 I8 H
0.4 - 3.8
(0.015-0.15) | 2 s6 Q$ t" o' K0 m- x% U
--- | ' E4 S6 X# u6 I
--- |
& f: k' r5 u+ X) u" F6 `0.1 - 15+
(0.004 - 0.6+) | & N" e8 i1 N$ S
5 [" C( X; t1 O| 陶瓷 |
8 E2 ]" N, i9 ?" I" B--- | + t! S" G! g# j- U5 t3 n, h4 U
0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1) | 9 y3 G+ f% T1 R+ }1 J6 f% }
--- | ! d7 y: [# O6 j5 g& u4 M/ @2 x
--- |
7 ], k3 Z) P& O) M* |4 n5 B(0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2) | / t7 M. v2 q, s- m
0.05 - 10+
(0.002-0.25+) | : _- L/ i$ j9 K. X8 N! e) d- c" I
: O- M5 \9 X+ j+ x h) H: m3 N
| 碳化物陶瓷 |
2 S4 }. K0 S" v; J3 n+ r--- | 6 r" v! j- `1 o& P, w# O! @( N
0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1) |
, `+ w' r; |# S& U: x, O. i3 c0.4 - 5.0+
(0.015-0.2+) | - m: ^, g: X) q% F8 g
--- |
6 r' Y- o2 o8 b(0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2) |
" Z* T) @. b0 r/ N4 `; s3 O0.05 - 10+
(0.002 - 0.4+) |
. _7 c' b. o+ P. P9 p* 自熔性涂层(2) 超音速火焰喷涂 . x* S/ v* r5 w6 z
** 非自熔性涂层（1）可控气氛下的喷涂 * F6 [5 {" |/ `' u$ r5 R
热喷涂设备的主要组成部分
0 x' a* O- ]. T- ]5 [# _
* l& B7 W' g( N8 m. V 6 t! M& m5 r1 i6 }0 q5 G* k
|
发表于 2006-8-22 22:22:41
发表于 2006-10-9 21:39:19
