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什么是热喷涂 ; A \; L2 j h s
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。 / q( d5 S+ G2 p; O7 k
图1. $ F) z% P: E3 d: I- m: B) \
. u6 Z$ f$ i0 P! |+ Q
1 E) U& M( z8 y$ E' o4 n图2.
0 u! y' F5 y0 K: W' N% u7 K
0 J! O" W$ |9 b
( x* u+ Y" y' _6 {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。
( g7 O- Q! H$ y J2 G. a& z- ]2 r/ |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。 2 T7 j" q% u, ~/ l3 H! `* C5 }
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： / ?- m7 ]8 |0 H8 b
- q" x- ^0 Z( G# N6 f8 s- 抗磨损 ! e' B7 W: k. ^" y* p2 O0 |
- 抗腐蚀 ( u: N9 \4 Z: c/ U
- 间隙控制 $ Z" t( r) {( A& M$ j: @
- 控制流体环境
; R7 A2 d% U( `; S% ^) M
- 热障 8 r" B. [& ~( o) h: g' z5 M$ q0 e
- 恢复尺寸 [5 P- m$ W4 S3 j( \8 ?9 e' R
- 改变导电性
" ~# w9 X# w3 J, q各种热喷涂工艺的比较
( s% ]/ j: S! s6 x* k8 E/ e6 ~$ e- ]5 N+ U w% ?1 x
# l8 A, \0 n% w2 }7 Y
: o! M" K$ L2 M) e. n8 Q; Q1 N8 l+ ^
| 涂层类型 | 9 t' d6 v( n+ Z5 E% P
火焰线材喷涂 |
3 g: P+ i% K1 X. y+ ~火焰粉末喷涂 |
% `% B2 Z( ?+ j1 D超音速火焰喷涂 |
8 B$ k4 ^ W c. P7 J; F+ Z电弧喷涂 |
* M1 h7 D+ T7 A3 W/ o! Q等离子喷涂 | 6 |2 W2 ]0 O. T
低压或真空喷涂 | 7 s/ [ d: S$ F& y8 p9 k
. I& q% {8 x2 p
| : y+ r' n! J. k; b1 ]' f8 J
气体问度 103 oC (103 oF) |
5 T y; P& w! B& n3 R1 V4 Y' r/ N- t8 h- ] z, h
| 全部涂层 | ) ?1 S9 y5 i5 ^9 m( w
3
(5.4) | 5 e( |. q8 `( _0 U* w
3
(5.4) | : ?. C" F" P. N4 y5 T% B
2 - 3
(3.6 - 5.4) |
' Y6 m' @ @& M& T; C* kN/A | ) W5 m4 O8 r9 l6 S, ?1 o# a
12 - 16
(21.6 - 28.8) | 0 P7 Y* w7 j, D4 E2 P" W7 M
10 - 80
(18 - 144) |
/ _* a* I- ]+ r6 V" D* `- B2 Z+ u& V* e% C$ E
| " R! p$ H# H/ `, _# |/ s" m1 h
结合强度 MPa (103 psi) |
1 r& ^: S) L2 |: Q$ S% }5 v1 }3 G
2 Y, B: W0 w2 l9 b! M) [- A9 U| 金属 |
. t3 Q: J- E3 y14 - 28
(2 - 4) | 7 ?, l$ f8 B% Q2 `0 K
14 - 21
(2 - 3) | 4 J7 F! a) i$ p6 Y& `5 l" d2 z
48 - 62
(7 - 9) | ) q+ |" g, J) q$ T1 y
28 - 41
(4 - 6) |
! t! f( n8 }# d1 a( a% n22 - 34
(3 - 5) | - L' [: q |6 ^% ^. d# X7 F2 [' U
100 - 400
(14 - 57) |
$ F5 H' R$ z( K; w( H9 @* _5 K2 `8 H4 {" H, I
| 有色金属 |
7 I! n b+ X8 {' b8 ?7 - 34
(1 - 5) |
7 ?+ x8 t1 [: G# Y7 - 34
(1 - 5) | 2 l2 m2 |8 v( G+ u3 P, Q
48 - 62
(7 - 9) | h, d- G% G& {5 S+ M0 ]
14 - 28
(2 - 7) |
3 V! C# \+ ~8 q3 }1 m1 x Z) Q14 - 28
(2 - 7) | & F1 h! n; s( v" J
400 - 750
(57 - 107) | ; }; i8 J" c' G% ?
& M/ S' J2 V: a" B0 O, S3 z| 自熔合金 | 9 r" v! W+ ]/ S& y- l
--- | ( K, {8 o0 p2 ^! f6 K
83+ (12+) |
5 s6 q5 \0 ?4 a6 @3 C! Y62 (9)** | 3 s( I' S; q8 z4 `. o% H( V4 C7 O3 J
--- |
+ U! D( W: @" T2 C--- |
2 X7 B4 C* ?3 A3 l--- | ( j3 T$ y! E" L9 z! _; z4 j
2 X" w6 h% n. A6 T| 陶瓷 |
: S. D( }9 j4 o. A--- | 9 \0 {8 P9 U4 N( J% E
14 - 32
(2 - 5) | 3 c) A2 z% X$ L2 r) p: X8 e
--- | ! c8 K J& i. U! i/ F3 v! z. M
--- | : v. _4 T" E) F
21 - 41
(3 - 6) | . u& [+ k: C8 K: }
25 - 55
(4 - 8) |
5 c" S: D' o0 w' X. ~
( S+ p# E$ v1 c) M6 t. g| 碳化物陶瓷 |
* J' r4 J- M. o2 b O8 q' J+ b--- | ) i2 w: s: D$ s! P& W5 A
34 - 48
(5 - 7) | ; y" A0 n i5 [% d$ {, Y* s
83+
(12+) | 2 _) H5 y; T5 B6 o
--- | m# H+ X+ H, r3 U! n7 i
55 - 69
(8 - 10) | 5 D: m, ~: V0 D
500 - 100
(9 - 14) | ) g/ H# o, ]" D2 q, Y; q
' N& J' |; Z+ Z' b0 ~) H| - v1 H$ x: j3 ~, m( G1 J- g
致密度, % | / E7 x+ `. B9 O
* h2 Q- ^- h) d1 a1 v4 t% p/ u
| 金属 | . n0 e5 l: T& q0 w9 y
85 - 90 | ! t8 u8 h% u$ u
85 - 90 | ; T) U1 O; a( h4 Q7 q5 c- V
95 - 98+ | 6 {9 U# g" ]3 K
85 - 95 | ]2 z u( Z+ a2 o) q) w5 v
90 - 95 | / b% u2 N4 Q) U* F& N
97 - 99+ |
* e# j0 h' e5 Y0 |4 }3 P7 A# |9 U5 L3 a' P0 D
| 有色金属 |
% d, }( z4 L" n( s2 y85 - 90 | e4 f' T2 A% V# K+ [3 e
85 - 90 | 8 g/ `% j* b5 _& l0 t
95 - 98+ | ! j5 ]3 x( f4 X1 Q$ V3 y4 |
85 - 95 |
. A! m- h9 |/ U" \+ ~2 x% p5 K90 - 95 | 1 y8 s* R5 d4 M
97 - 99+ |
( t3 @) r: p, c W* d3 M/ ~! d3 d9 u v) m) Q* V" c
| 自熔合金 | ) M& q3 O' G9 W' Q+ Z g; J
--- | " [% Z; d; B8 D, Q, x
100* | ( E- V b8 H7 f8 \
98+** | B2 M* p8 s5 Y3 h
--- |
2 i+ L9 n3 Z' `9 A0 C7 E# [+ A--- | ( K9 Y& {; c; E% `
--- | 3 A/ n* x% I M1 _' n; M) L
) `2 L4 j; r/ P! B" O5 B, T
| 陶瓷 | 7 L' G2 J! O2 X1 z9 o# v( e
--- |
! d( z$ b* `4 v" g90 - 95 |
) [; I' |- D% O: }- W' q# ^--- |
$ l$ d( O% L: ~7 N1 E1 R1 ^5 f--- |
: p* O8 T$ W+ A( T2 ~90 - 95+ | 3 H/ j' _! f3 T# Y! u
95 - 98 | - Z l; i4 Y2 O a5 O. S; V/ _
- X' @! J* z9 J' n8 F. n| 碳化物陶瓷 |
4 S0 Q. [+ @& z3 g# s--- |
/ }- k' G; N$ G5 t3 D5 j85 - 90 | 5 [: U) M4 A; l! c6 r3 h
95 - 98+ |
+ u% ]* T: @: g% j' v--- |
; P8 t, y6 _; }& A4 p. j5 o90 - 95+ |
: C4 N2 j( ] t1 v" v95 - 98+ | 1 ~) M" R$ Z7 k" s
* s' ]0 d( z8 G$ G
| 9 v0 t. l) h" V" |
硬度 |
8 T$ ?( {( h7 s" U+ N* \& o6 P/ d- ]6 g' h8 W
| 金属 | " K% K+ L7 [0 P q7 u5 T" g
84Rb-35Rc | + O, s) U% h6 e
80Rb-35Rc |
}! U( g8 T# `90Rb-45Rc |
- ]4 ^, q, t+ |3 B85Rb-40Rc | ) u; f" W: J d/ ^1 Y2 c5 H4 k
80Rb-40Rc | % v5 ]! ]9 Y4 Y
30Rc-50+Rc |
0 F4 D0 x+ u' B0 C4 w
& ^( p/ \ w" F: ?| 有色金属 |
9 E& Q# C6 H6 D* C F F7 [95Rh-40Rc | $ W4 x: h& u# m/ k# k7 e3 i0 I( S' Y
30Rh-20Rc | ' ?$ ?5 z" T$ m1 p2 u
100Rh-55Rc | 1 B; n9 A, b0 \' u' ]0 H
40Rh-35Rc | 7 R+ o7 V3 K. i& _; _, F. G0 ^" ^( V
40Rh-50Rc |
$ p+ k. z! V( W+ }+ |4 m6 V45Rc-55Rc |
5 q/ ]3 D' K6 j4 G1 y9 |; U# e& \) T4 i0 t. ?
| 自熔合金 |
( y# E! o$ `0 Y* H/ N0 k* [--- | " }; n T0 `$ k8 v) L+ F7 D# a% b9 \
30 - 60Rc | 8 ?# E2 }2 D. b+ q z( ?" W
50 - 60Rc |
* W; Z* S4 O/ ^) _--- |
2 q4 I: x$ O, T' l--- | 1 J+ |& S/ e2 l% C
--- | X0 v- o$ ^2 z
( M7 j2 K3 \" C' ?8 S8 K
| 陶瓷 |
3 ~5 n/ S8 H% }& W- h) C--- | 4 ?8 L0 l4 D# Y. p- e, V; c0 s1 d
40 - 65Rc |
' w2 {* I5 @8 \% H; W--- |
4 y' a9 o5 \* Q' G--- | : H' ~; o& Z; l9 V$ `! z) p9 c+ I) A
45 - 65Rc | ( t* r- b$ x {
50 - 70+Rc | " [% j, P. R. M9 i% l+ P
8 }8 z% a7 D8 l| 碳化物陶瓷 |
5 s5 P4 c% y+ r& N--- | 6 s, s3 k% t7 k
45 - 55Rc |
% I0 {4 k- f/ b: l' l) I1 j% R4 O3 x55 - 72Rc | ( J8 H W! m$ F7 f1 ]
--- |
9 R3 T7 g/ ]6 y6 _8 N0 R50 - 65Rc |
1 Z' r6 X& S F2 f! y50 - 70+Rc |
- v) u. S8 i: u; G! A5 f6 \; K( e/ s z2 ~! c
| 9 P- ~0 E: S) R" O7 ~ @
渗透性 |
( g6 _+ }4 K: ^/ X. v: R' J, t* t: r" p* t, W
| 金属 |
5 Z* Z% d3 d$ c3 R" s9 [5 z, b6 q8 B高 |
6 {. d* V, |, k# {: w1 e5 `5 a中 | 7 l2 q. q7 V; \* q: u
极小 |
6 S6 Q, l9 u: A) p. D* r3 p, G中 | * j! @4 C; j+ s; Y4 c5 p. W
中 |
. k3 O# t2 l: w/ C无 |
e3 e6 _. u; t- v3 q2 Z
, n: C3 _/ v7 V8 g I. P M| 有色金属 |
- n( d4 m# S/ s/ [( N; f. J7 g高 | , A8 V( A) e5 j. X+ I$ E I
中 | , B8 X: X% i+ y9 B( ` h
极小 | $ g/ e. q" ?' X; o8 n
中 |
3 q' M* }3 w# B* _# \中 | 2 n% n5 s G" N' u
无 |
7 p6 X y% b8 ^/ B' Y1 f
, \) m3 o7 r( w" U| 自熔合金 | , s5 B# a2 T1 O8 P* s! h
--- |
' o' R8 L) q0 A+ V9 ^5 F' o无 |
( ]/ X$ e) g9 ~! ?; A, R极小 |
3 y% P$ B6 Q+ W4 k- |* T- ]--- |
& S" \4 Y. ?- G% [; I0 u--- |
$ V' S& S4 v* x: {--- | 1 _, T; | l! d6 w7 }7 y1 P
$ p4 d- a+ i1 D
| 陶瓷 | , D4 X, Q9 j X+ u* @+ G' R$ f- ~+ U
--- | 6 O/ v' M1 x- g6 ?1 ?; M4 }& t2 @3 n
中 |
]0 B( I7 w% n' y4 V5 v7 _: u--- |
_' n5 S2 a) c& q& O--- |
0 k7 N1 U, S" i2 I1 W( A# J. m" q2 H/ T偏小 | ( a! |1 w5 Y) T' V3 h, x/ R% p
极小 |
- r6 ?, o8 x1 x* u# O
$ g9 \, n( _- Z5 s| 碳化物陶瓷 | & T+ ?: z$ X' X! V+ X1 d& @
--- | $ m) L0 ]! \# J; x# P7 Z* A/ \7 M3 b
中 |
4 i7 O; ~0 l! g: s极小 | ; {6 L/ ?% k: n/ ?
--- | * R8 G( E1 d( ~+ w
偏小 | 2 C+ |9 w! z0 _2 J7 \# @4 c1 @5 e
极小 | 1 ~" U: o2 \. y) c8 o9 [1 H
- m7 t& ]8 ]9 t! @1 n: s8 f3 b| ' |6 @+ @) t/ g% c
涂层厚度限制 | & j1 J8 [5 u6 T1 ~' C
" \6 X0 n! P8 r% ~! x' \| 金属 | ; |9 l7 G0 S$ M! N z% h
0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) |
2 i3 g& {0 a7 ~0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) |
! U, K, i5 s3 K4 y) P0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1) |
: ]- Z4 b7 i, Y' Z4 L- ^0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1) | $ a" ]( T- b& z2 }% k
0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1) |
y `, R M. S0 J1 l0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+) | + O0 M/ w. S, z
" I8 b: a2 Z( l
| 有色金属 |
2 L9 A' Q/ B, a# L0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) | $ h- \2 o# A; L. g: ] C' T0 t
0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) |
9 w$ R$ x9 B+ o5 T$ t0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1) | ) W/ c5 [$ ^8 t9 n
0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1) |
6 E4 A" x9 I' d0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1) | # D0 S& Q( e9 X# v x t
0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+) |
6 u/ e; C; v5 B8 S3 X. F1 W) B& \, D2 v; N/ }
| 自熔合金 | 2 ~9 S A% [4 {; Z
--- |
' v$ q; {; Q1 W0 `6 u; L0.4 - 2.5
(0.02 - 0.2) | . B s% J5 x" c
0.4 - 3.8
(0.015-0.15) | 9 O7 _5 K2 m8 j/ B, S; g5 s( r* F9 v
--- |
! a& S; |! t/ i" }! i, ^--- | . [4 j( a! `" w
0.1 - 15+
(0.004 - 0.6+) |
6 v# s6 N, _ q% t8 A' e' c% W, b" @4 w! a, k9 _/ p; W" J. u7 Z
| 陶瓷 | ( ~# t! d! n9 z
--- |
+ P# _, q0 H* v% @0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1) |
5 f/ h* v- D. T9 {2 G--- |
! C$ z1 U0 G3 [7 r, e! h--- | # O3 s |) p* p
(0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2) |
: K' z+ \# E) j/ K$ O- m9 c0.05 - 10+
(0.002-0.25+) |
0 B b4 g, N+ f" G
9 N1 X5 H! B& G$ c- z( U& E$ H; v" D| 碳化物陶瓷 | 3 v: N) H( X% {8 N, v( ? P" c
--- |
3 H6 T6 O: P6 {4 n8 O) \: i& s# E0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1) |
' K4 y# w$ n" D K: r1 B- d+ Z0.4 - 5.0+
(0.015-0.2+) |
3 i$ d( m9 q/ E! U--- |
% N3 S' I9 y, i" z" ?(0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2) | , y# ?9 G. P5 y& |4 w
0.05 - 10+
(0.002 - 0.4+) | 6 J+ I: N# K* F3 p/ U1 l* L, M
* 自熔性涂层(2) 超音速火焰喷涂 + E* K% J h) H4 _) B, T1 Q/ K
** 非自熔性涂层（1）可控气氛下的喷涂
% z+ s5 E& @5 z6 L. Y4 u+ T1 M热喷涂设备的主要组成部分
3 U. r, b! c: e4 o% d& {
% V0 C* {. D% ]
" f; d; o* n, ?8 N
|
发表于 2006-8-22 22:22:41
发表于 2006-10-9 21:39:19
