热喷涂技术（推荐）

第一篇：热喷涂技术（推荐）

热喷涂技术应用与发展

尚晓娟

205110803 金材111 摘要：本文综述了热喷涂技术的工艺，分类，应用，热喷涂材料等。分析了热喷涂涂层材料的主要功能，介绍了常用的热喷涂涂层材料，探讨了热喷涂技术与涂层材料的发展趋势。

关键词：热喷涂技术； 应用 ； 发展

Thermal Spray Technology and Development Xi a o Juan S hang

205110803

J in c a i 111 Abstract: This paper reviews the process of thermal spray technology, classification, applications, thermal spray materials.Analysis of the main functions of thermal spray coating material, describes the common thermal spray coating material.Discusses the development trends of thermal spray technology and coating materials.Keywords: Thermal Spray Technology ； Application

；Development

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引言

热喷涂技术是一种材料表面强化和保护的新技术，利用不同的热源和喷涂设备，可以制备防腐、耐磨、减磨、抗高温、耐氧化、隔热、绝缘、导电和防微波辐射等一系列多种功能的涂层。它可以在设备维修中修旧利废，使报废了的零部件“起死回生”；也可以在新产品制造中进行强化和预保护，使其“益寿延年”。可以大量节约能源、节约材料、提高功效、降低成本，特别适合我国国情，符合我国现行的经济政策。是当前国家提倡的节能减排、低能耗、高效率的一项重要实用技术。近年来，热喷涂技术以其方法成熟、效率高、设备简单、成本较低的优势，已成为材料科学的一个重要分支［1］。

1、热喷涂技术

热喷涂技术目前在中国已经得到了比较广泛的推广应用，其原理是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层。不同的喷涂材料和工艺方法可获得不同功能的涂屋，从而满足不同的需求.热喷涂是以一定形式的热源将粉状、丝状或棒状喷涂材料加热至熔融或半熔融状态，同时用高速气流使其雾化，喷射在经过预处理的零件表面，形成喷涂层，用以改善或改变工件表面性能的一种表面工程技术［2］。其工艺流程：工件表面预处理(净化，毛化)一喷涂一后处理。

热喷涂技术与其他表面工程技术相比有以下特点［3］：(1)热喷涂技术的种类多；(2)喷涂材料多，涂层功能多；(3)适用热喷涂的对象范围宽；(4)设备简单、生产率高，适于大面积作业。

热喷涂技术大致可分为火焰喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术和电弧喷涂技术等。

1.1 火焰喷涂技术

［2］

火焰喷涂技术采用的热源形式为火焰，可喷涂金属、陶瓷、塑料等材料，应用非常灵活，喷涂设备轻便简单，可移动，价格低于其他喷涂设备，经济性好，是目前喷涂技术中使用较广泛的一种方法。

粉末火焰喷涂装备系统［5］主要包括如下部分：

（1）气源系统：包括可燃气储瓶或发生器，助燃气（氧气）瓶，干净、无油、干燥的压缩空气；

（2）控制系统：包括乙炔氧气的流量控制与调节，空气滤清器及流量控制，压力表及压力调节；

（3）粉末火焰喷枪；

（4）辅助设备：点火枪、快速接头、防爆橡胶管、烘箱、分筛、护目镜等；工作机床：通常为普通车床或专用立式喷涂机床，适于在圆柱类、圆盘状规则形

状工件上形成均匀的涂层。

1.2 等离子喷涂技术

［］

等离子喷涂采用的热源形式为等离子弧2。等离子弧弧柱细，电流密度大，气体电离度高，具有温度高、能量集中、弧稳定性好等特点，常被应用于防腐、耐磨等陶瓷涂层的制备。

目前国内外采用等离子喷涂技术在镁合金表面制备Al涂层的相关研究报道较少。等离子喷涂技术制备的涂层孔隙率较低，结合性好，用途广，污染小，但是成本相对较高，且喷涂工艺参数与涂层质量的关系尤其紧密。

1.3 冷喷涂技术

冷喷涂技术是近年来兴起的新型喷涂工艺，主要是利用电能把高压气流加热到一定温度，再将该气流经拉瓦尔管加速至超音速后以加速粉末粒子，使粉末粒子以超音速撞击到基体表面，从而固化形成固化涂层［4］。因此冷喷涂层是形变组织，将其在特殊条件下处理可得到纳米结构的组织。采用冷喷涂技术在镁合金表面获得防护涂层，可防止喷涂过程中镁合金表面的氧化。冷喷涂技术得到的涂层孔隙率低、组织均匀、结构致密、耐蚀性能好，但该技术尚处于初期阶段，仍需开发利用。

1.4 电弧喷涂技术

电弧喷涂采用的热源形式为电弧[2]。由于其设备、材料的发展与更新，目前已成为热喷涂技术中最受重视的技术之一，普遍应用于钢结构防腐蚀、耐磨损和机械零件维修等。

电弧喷涂在耐磨、防腐和零件的修复领域具有巨大的应用价值。电弧喷涂Al涂层的耐蚀寿命可以达到50年以上，如果得到合理维护，则其对于钢结构件的防护寿命可延长到100年以上。

1.5 爆炸喷涂

爆炸喷涂是利用可燃气体爆炸产生的冲击波能量，将待涂覆的粉末颗粒加速加热，轰击到基体表面形成涂层。由联合碳化物公司首先研制成功，尽管后来公司解体，但一直没有公开爆炸喷涂工艺涂层制备技术，直到20世纪60年代，前苏联独立研制出。我国1 983年由北京航空材料研究院成功研制出具有独

立知识产权的爆炸喷涂设备［6］。

1.6 超音速喷涂（HVOF）

它是在爆炸喷涂的基础上发展起来的一项新的热喷涂技术，其原理是将助燃气体与燃烧气体或液体在燃烧室中连续燃烧，燃烧的火焰在燃烧室内产生高压并通过与燃烧室出121联接的膨胀喷嘴产生高速焰流，喷涂材料送入高速射流中被加热、加速喷射到经预处理的基体表面上形成涂层。

与普通火焰喷涂法比较，超音速火焰(HVOF)喷涂具有喷涂温度较低和喷涂速率较高的两个重要特征，从而用HVOF制备的涂层具有更高的结合强度和更低的气孔率。

与等离子法相比，HVOF涂层具有结合强度高、氧化物含量低、耐磨性能好以及沉积率高的优势。由于涂层内应力较低，可以制备出更厚的涂层。而且HVOF喷涂时需要控制的参数只有等离子喷涂的一半，因而喷涂简单，涂层质量重复性好。

与爆炸喷涂相比，HVOF由于粉末颗粒在高温中停留时间短，所以涂层含氧化物量低，化学成分和相组成具有较强的稳定性，残余应力小，可得到比爆炸喷涂层更厚的涂层［6］。

不同热喷涂技术制备铁基涂层摩擦学性能［7］：

(1)和高效超音速等离子喷涂和高速电弧喷涂涂层相比，爆炸喷涂获得的涂层结构致密，孔隙率相对较低。

(2)在相同的条件下，通过爆炸喷涂技术得到的涂层，残余应力为压应力，而利用高效超音速等离子喷涂方法和高速电弧喷涂方法得到的涂层，其应力表现为拉应力。

(3)表面残余应力和纳米硬度与涂层摩擦性能有很好的对应关系。

(4)晶粒细化与涂层表面晶格畸变的增加可以有效地提高涂层的耐磨性能。

2、热喷涂材料

热喷涂材料既要满足使用性能的要求外，还要满足工艺性能的要求，主要包括：

（1）材料应具有良好的热稳定性、粉末的固态流动性。

（2）材料的热膨胀系数和导热率应与基体材料相近。

［5］（3）喷涂粉末的物性要满足喷涂设备的要求。

锌、铝金属是最常用的热喷涂材料，此类材料已广泛应用于钢构件在苛刻环境条件下的腐蚀保护。目前，热喷涂金属材料研究较多的是一些合金材料。热喷涂用金属合金材料主要有Ni 基合金、Ni 基自熔剂合金、Cr 基合金，新近开发的这种Cr 基合金在85％ V2O5-15％Na Cl 熔盐槽中900 ℃下进行该合金抗腐蚀试验表明该合金具有极好的抗腐蚀性能，该合金的腐蚀失重约为Ni-20％

Cr 合金失重的1/7。

热喷涂有机聚合物材料主要用于腐蚀环境金属结构的防护以及材料表面的减摩、润滑。目前，热喷涂用低熔点热塑性材料主要有聚酰胺、聚氨脂、聚乙烯、乙烯等，用于腐蚀防护和装饰。目前对高熔点、高性能聚合物如： PPS（聚苯硫醚）和PEEK（聚醚醚酮）的研究逐渐增多，与传统聚合物相比，这类材料熔点相当高（高达340 ℃），且能显著提高机械和化学稳定性，PEEK 涂层具有耐擦伤性好、耐热性好、可燃性小及耐化学性优良等性能。复合涂层不但具有单一结构涂层所具备的性能，还因复合材料的不同而获得特殊性能或具有多功能的性能涂层，从而使复合涂层的研究和应用日益增多热喷涂沉积技术是制备金属间化合物及其复合材料的一种新的净成形工艺，可有效解决室温加工困难问题，冷却速度快，能产生细小的等轴晶，能充分发挥细小粒子的强化作用，可改善增强颗粒与基体间的润湿性，对改善高温结构用金属间化合物合金性能将［10］具有广阔的应用前景。

3、材料设备

热喷涂设备与材料经过几十年的自主开发和引进、借鉴国外先进技术，目前，中国已能开发和生产真空等离子、大气等离子、爆炸喷涂、等离子堆焊、电弧喷涂、火焰粉末喷涂、火焰线材喷涂设备，生产金属粉末(Ni、Co、Fe基，合计约300t/年)、陶瓷、金属陶瓷粉末(Al2O3、AL2O3+TiO2、Cr2O3、WC—Co等，合计约200t/年)，丝材(Al、Zn、Cu、不锈钢等，合计约1000t/年)。尽管设备总体还没有达到世界先进水平，材料方面仍有许多改进之处，但是，中国已成为世界上少数几个能在热喷涂设备和材料上自给自足的国家之一，基本满足热喷涂行业需要。同时，约有10%的设备和材料仍需进口。［1］

4、热喷涂工艺的应用

4.1 喷涂耐腐浊涂层

采用热喷涂技术可以喷涂耐各种介质腐蚀的保护涂层，如锌铝不锈钢镍合金蒙乃尔合金、青铜、氧化铝、氧化铬陶瓷涂层和塑料等。由于涂层的电极电位比钢铁高，因此，易在涂层孔隙处产生电化学腐蚀，故对应用于以下机械部件如柱塞泵的活塞和活塞杆、液压油缸、蒸汽机机轴的密封部件、船舶尾轴、阀门等的涂层，必须封孔处理。陶瓷涂层用于防腐也必须经过封孔处理。

4.2 喷涂耐磨涂层

热喷涂技术被成功应用于喷涂机械零件耐磨涂层，延长零件的使用寿命或修复磨损失效的机械零件。

4.3 喷涂耐高温涂层

热喷涂技术同样可以改善机械零件的抗高温氧化性能。采用热障涂层隔离金属基体与高温环境，可以有效保持金属构件的力学性能。

4.4 喷涂功能涂层

热喷功能涂层广泛应用在电器工业中。如喷涂屏蔽涂层于监测和控制汽车发动机排气中的氧含量和毒性化合物含量的探测仪，以保证其灵敏度。而热喷涂生物相容性涂层在生物医学方面则展示了良好前景。如喷涂羟基磷、氟羟基磷石等可与人体种植体形成紧密结合，这种技术已应用于人工牙齿、人造骨头种植体上。

4.5 喷涂成型

采用热喷涂制造机械零件是近年迅速发展起来的特殊制造技术［9］。

5、热喷涂技术应用特点

（1）应用范围大，在某些领域具有相当高的水平，如航空发动机(与波音合作)、退火炉炉底辊、镀锌导辊(钢铁行业)、阀门(石化行业)、拉丝导辊、塔轮、拉丝圈等(纺织工业)、高档玻璃模具(轻工)以及气门(汽车行业)等。

（2）采用的工艺和材料广泛，几乎目前国际上使用的热喷涂工艺和材料，中国都在用，如真空等离子喷涂、大气等离子喷涂、爆炸喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、火焰粉末喷涂、等离子堆焊、激光重熔及真空(保护气氛)重熔等。

（3）从事热喷涂应用的企业（Job Shop）以中小企业(<30人)为主，人数占总数的2/3，产值占总产值的75%以上。股份合作制企业、私人企业、集体企业占相当比重，合资和独资企业开始出现。

（4）以热喷涂作为设备、部件的维修手段比较发达，对中、小热喷涂企业而言，一半以上的工作是针对修复。

（5）科研院所、大专院校的相关专业研究室、教研室，如焊接(占大半以上)、材料、表面加工等专业，积极进入国内热喷涂市场。我国热喷涂的主要技术力量也在上述单位［1］.热喷涂与其它防腐工艺相比，在金属表面前期处理工艺上基本相同。热喷涂表面处理要求略高，采用喷砂工艺净化毛化表面要求达到2．5Sa级以上。热喷涂锌(Zn)及铝(A1)涂层厚度一般为0．2～0．3mm即可达到防腐要求，涂层可一次完成，较其它防腐方法施工周期短效率高。金属热喷涂所使用的设备均适合于户外作业，可在野外油罐和管道施工的同时进行油罐及管道的金属表面热喷涂防腐.虽然热喷涂技术使用设备较多，工艺要求严，工程造价高，但按防腐寿命平均25年计算，防腐寿命内循环费用却低于其它防腐方法的费用。对于其它防腐方法因防腐周期短，在平均25年防腐寿命中需要多次停工停产进行防腐施工，会造成很大的经济损失［8］。

当前热喷涂防腐技术，以在金属表面喷涂锌(Zn)及铝(A1)形成防腐涂层为主。Zn涂层以“牺牲阳极”方式对金属基体进行保护，Al涂层则以致密的氧化薄膜对金属基体进行隔离防腐。此种涂层不仅具有很强的附着力，而且有极好的韧性，能够抵抗由于金属基体变形对涂层产生的破坏。铝(A1)涂层在受到划伤破坏后，还有自修复能力，能在较短时间内在划伤处重新形成氧化膜。另外Al涂层，除了自身能形成抗高温的Al，O，外，还可与铁产生反应，形成抗高温氧化的Fe3A1，从而提高钢材的耐高温氧化。锌(Zn)，铝(A1)涂层的这些优良特性，为在管道运输行业应用提供了可靠的质量保证。可以广泛地应用于储油、气罐外表面的大气防腐和内表面的介质防腐；油码头设备设施的抗海水、湿气腐蚀；输油设备加热炉的抗高温氧化；以及埋地输油管道在极恶劣环境下的重防腐。由于防腐年限长维护费用低，可为管道运输的正常生产，节约大量的资金［8］。

6、展望

各种热喷涂技术已经历了多年的发展并逐渐被市场所认可，在再制造工程领域已得到了不同程度的应用。结合再制造产业的特点，应用于再制造的热喷涂技术将在以下几个方面得到发展和提高：

(1)加强各类热喷涂技术应用于再制造领域的适应性研究。

(2)加强复合技术的研究和应用，包括热喷涂技术自身在材料、工艺及设备方面的复合研究，以及热喷涂技术和其他技术的复合研究，以适应再制造产品对技术的需求。

(3)加强热喷涂技术在高效、规模化生产应用中的研究。

(4)加强热喷涂再制造技术标准、工艺规范等方面的研究。目前许多喷涂再制造技术的规范化程度不高，质量控制体系不健全。应加强各种热喷涂再制造技术标准的制定，规范热喷涂再制造工艺，加强管理，推动热喷涂技术在再制造领域的可持续发展。

(5)喷涂工艺。众所周知，喷涂工艺参数对涂层的组织结构及性能有着重要的影响，因此需要对不同喷涂材料的喷涂工艺参数进行优化，从而预测涂层的性能和准确获得预期效果。同时，各种热喷涂设备不断改进，热喷涂技术日趋完善，得到的涂层质量及其性能也会得到相应的提高［11］。

(6)喷涂材料。寻求新型的、与镁合金基体热膨胀系数相匹配的材料，尽量避免涂层中存在内应力和缺陷，提高涂层与镁合金基体的结合力。同时，还要考虑到涂层材料必须同时具有高效的耐磨、防腐综合性能，以期实现针对镁合金材料的双［11］效防护。

7、结语

目前热喷涂技术在国内外发展迅猛，已逐渐成为装备零件维修与再制造过程中不可或缺的重要技术手段之一。但是热喷涂技术主要被用于钢结构件的防护与维修，而在镁合金表面防护应用方面尚处于起步阶段。采用Al涂层为镁合金提供防护，符合绿色环保型技术要求，尤其在镁合金等轻合金材料需求量日益增长的形势下，将会受到众多研究者的关注［11］。

(1)经过多年的发展,我国热喷涂材料的品种繁多,百种粉末、丝材、棒材产品已随着热喷涂技术应用到各个工业领域。对一系列金属合金、陶瓷粉末、复合等粉末材料,合金、粉芯丝材,氧化物陶瓷棒材产品均已形成成熟的生产技术。

(2)热喷涂材料总的技术发展趋势在于:组成的复合化与低杂质化,结构的超微或纳米化,性能的高端化,用途的专业化、系列化。纳米结构、复合型、多元合金等各种新型材料成为研究开发热点并迅速走向应用。

(3)我国热喷涂行业已形成规模,热喷涂材料随着热喷涂技术的发展进入了新的快速发展阶段,应用不断拓展,在大力倡导节约型社会的今天,发展前景广阔.参考文献 刘广海.方兴未艾的热喷涂技术——浅析我国热喷涂技术的发展历程[J].金属加工：热加工, 2010,(10):1-5.2 徐滨士，朱绍华.《表面工程的理论与技术》出版[J].中国表面工程, 2010,(3):109-109.3 王海军.热喷涂实用技术[M]．北京：国防工业出版社，2006 4 梁秀兵, 徐滨士.先进的冷喷涂技术[J].中国设备工程, 2001,(12):19-21.5 邹积峰.AZ31B 合金热喷涂陶瓷涂层制备工艺及性能研究[D].辽宁工程技术大学, 2011.6 向锦涛.WC/Co 基热喷涂粉末与涂层制备及其性能的研究[D].湖南大学, 2012.7 汪勇, 周新远, 宋占永, 等.不同热喷涂技术制备铁基涂层摩擦学性能研究[J].材料工程, 2013(10): 48-52.8 孟立新.金属热喷涂防腐技术在管道运输业应用展望[J].表面技术, 2000, 29(6): 23-25.9 王永兵, 刘湘, 祁文军, 等.热喷涂技术的发展和应用[J].电镀与涂饰, 2007, 26(7): 52-55.10 肖九梅.热喷涂技术异军突起低碳节能材料驱动未来[J].金属材料与冶金工程, 2013, 41(3): 52-58.11 张志彬, 梁秀兵, 陈永雄等.镁合金表面热喷涂铝基涂层研究进展[J].材料导报, 2013,(3):41-44.

第二篇：重庆市达意热喷涂厂企业简介

企 业 简 介

重庆市达意热喷涂厂自2002年在茶园新区31号成立，是专业从事道路、安防交通设施；交通信号控制设备；交通管理用金属标志及设施；高速公路和桥梁护栏、交通标志标线等；停车场安防设施、医院、小区导视标牌系统等相关产品研制、生产、营销并从事各种交通设施热喷涂处理为一体的专业厂家。

本厂以“实干、高效、创新”为企业理念，坚持以诚信为本，质量上乘的服务理念。我厂凭借技术优势同市内多家有实力的公司合作，共同开发道路交通领域的新产品。我厂现有厂房1200㎡,拥有专业的技术团队和施工队伍。本厂及前身（重庆市惠通金属表面处理有限公司）成立至今，先后与重庆景通道路设备设施有限公司、渝达道路安全设备厂、重庆旺山道路设施有限公司、重庆中吉交通、重庆辉腾交通、重庆锐佳公司等道路设备设施企业长期保持良好合作，制作了大量的交通标志（F杆）、红绿灯信号灯杆及各种标志、标牌，并实施了表面热喷涂处理。现重庆主城区：南岸学府大道红绿灯信号灯杆及标志、标牌；南滨路、长江二路、建新东路标志、标牌；大渡口区城区片；内环快速路机场段及各个出口出处标志、标牌；渝北盘溪、五里店立交标志、标牌；重庆辉腾交通黔江标志、标牌；重庆中吉交通

公司毛线沟段的交通标志、标牌；重庆锐佳公司二郎段的交通标志、标牌；巴南区渝南大道、忠县、永川、合川、酉阳的交通标志、标牌、标线等处均为我厂历年来制作并对其热喷涂处理的典范道路交通工程。

主营业务：道路安全标志、道路减速设施、护栏、护栏网、其它交通安全设备。

主营产品：道路安全设施、红绿灯、监控设施、交通标志标线等、停车场交通设施、高速公路隔离栅、防撞护栏等。

重庆市达意热喷涂厂

联系电话：89107909

第三篇：热喷涂方法分类及工艺原理简介

热喷涂方法分类及工艺原理简介

一 热喷涂分类方法

作为新型的实用工程技术目前尚无标准的分类方法，一般按照热源的种类，喷涂材料的形态及涂层的功能来分。如按涂层的功能分为耐腐，耐磨，隔热等涂层，按加热和结合方式可分为喷涂和喷熔：前者是机体不熔化，涂层与基体形成机械结合；后者则是涂层再加热重熔，涂层与基体互溶并扩散形成冶金结合。

平常接触较多的一种分类方法是按照加热喷涂材料的热源种类来分的，按此可分为：①火焰类，包括火焰喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂；②电弧类，包括电弧喷涂和等离子喷涂；③电热法,包括电爆喷涂、感应加热喷涂和电容放电喷涂；④激光类：激光喷涂。

二 火焰类喷涂

1、火焰喷涂：火焰喷涂包括线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。

<1>线材火焰喷涂法：是最早发明的喷涂法。它是把金属线以一定的速度送进喷枪里，使端部在高温火焰中熔化，随即用压缩空气把其雾化并吹走，沉积在预处理过的工件表面上。

图1 丝材火焰喷吐的装置示意图

图2 丝材火焰喷涂的原理示意图

图1表示丝材火焰喷涂的装置。图2则是丝材火焰喷涂枪的剖面图，它示出了丝材火焰喷涂的基本原理。喷涂源为喷嘴，金属丝穿过喷嘴中心，通过围绕喷嘴和气罩形成的环形火焰中，金属丝的尖端连续地被加热到其熔点。然后，由通过气罩的压缩空气将其雾化成喷射粒子，依靠空气流加速喷射到基体上，从而熔融的粒子冷却到塑性或半熔化状态，也发生一定程度的氧化。粒子与基体撞击时变平并粘结到基体表面上，随后而来的与基体撞击的粒子也变平并粘结到先前已粘结到基体的粒子上，从而堆积成涂层。

丝材的传送靠喷枪中空气涡轮或电动马达旋转，其转速可以调节，以控制送丝速度。采用空气涡轮的喷枪，送丝速度的微调比较困难，而且其速度受压缩空气的影响而难以恒定，但喷枪的质量轻，适用于手工操作；采用电动马达传送丝材的喷涂设备，虽然送丝速度容易调节，也能保持恒定，喷涂自动化程度高，但喷枪笨重，只适用于机械喷涂。在丝材火焰喷枪中，燃气火焰主要用于线材的熔化，适宜于喷涂的金属丝直径一般为1.8～4.8mm。但有时直径较大的棒材，甚至一些带材亦可喷涂，不过此时须配以特定的喷枪。

<2>粉末火焰喷涂法：它与丝材火焰喷涂的不同之处是喷涂材料不是丝材而是粉末。图3和图4分别为为粉末火焰喷涂装置和原理示意图。

图3 粉末火焰喷涂的典型装置

图4 粉末火焰喷涂的原理示意图

在火焰喷涂中通常使用乙炔和氧组合燃烧而提供热量，也可以用甲基乙炔,丙二烯（MPS）,丙烷，氢气或天然气。火焰喷涂可喷涂金属，陶瓷，塑料等材料，应用非常灵活，喷涂设备轻便简单，可移动，价格低于其他喷涂设备，经济型好，是目前

喷涂技术中使用较广泛的一种方法。但是，火焰喷涂也存在明显的不足。如喷出的颗粒速度较小，火焰温度较低,涂层的粘结强度及涂层本身的综合强度都比较低,且比其他方法得到的气孔率都。此外，火焰中心为氧化气氛，所以对高熔点材料和易氧化材料，使用时应注意。为了改善火焰喷涂的不足，提高结合强度及涂层密度，可采用将压缩空气或气流加速装置来提高颗粒速度；也可以采用将压缩气流由空气改为惰性气体的办法来降低氧化程度，但这同时也提高了成本。

2、爆炸喷涂

爆炸喷涂：利用氧气和乙炔气点火燃烧，造成气体膨胀而产生爆炸，释放出热能和冲击波,热能使喷涂粉末熔化,冲击波则使熔融粉末以700～800m/s的速度喷射到工件表面上形成涂层。图5为爆炸喷枪示意图。

图5 爆炸喷涂原理图

爆炸涂层形成的基本特征，一般认为仍然是高速熔融粒子碰撞基体的结果。爆炸喷涂的最大特点是粒子飞行速度高,动能大,所以爆炸喷涂涂层具有：①涂层和基体的结合强度高，②涂层致密，气孔率很低，③涂层表面加工后粗糙度低，④工件表面温度低。爆炸喷涂可喷涂金属,金属陶瓷及陶瓷材料,但是由于该设备价格高,噪音大,属氧化性气氛等原因,国内外应用还不广泛。目前世界上应用最成功的爆炸喷涂是美国联合碳化物公司林德分公司1955年取得的专利,其设备及工艺参数至今仍然保密。我国于1985年左右,由中国航天工业部航空材料研究所研制成功爆炸喷涂设备,就Co/WC涂层性能来看，喷涂性能与美国联合碳化物公司的水平接近。

在爆炸喷涂中,当乙炔含量为45%时，氧-乙炔混合气可产生3140℃的自由燃烧温度,但在爆炸条件下可能超出4200℃，所以绝大多数粉末能够熔化。粉末在高速枪中被输运的长度远大于等离子枪,这也是其粒子速度高的原因。

3、超音速喷涂

为了与美国碳化物公司的爆炸喷涂抗争,上世纪60年代初期,美国人J.Browning发明了超音速火焰喷涂技术,称之为“Jet-Kote”,并于1983年获得美国专利。近些年来,国外超音速火焰喷涂技术发展迅速,许多新型装置出现,在不少领域正在取代传统的等离子喷涂。在国内,武汉材料保护研究所,北京钢铁研究总院,北京钛得新工艺材料有限公司等也在进行这方面研究,并生产出有自己特色的超音速喷涂装置。

图6 超音速火焰喷涂枪

燃料气体(氢气,丙烷,丙烯或乙炔－甲烷-丙烷混合气体等)与助燃剂（O2）以一定的比例导入燃烧室内混合，爆炸式燃烧，因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得超音速。同时通入送粉气（Ar或N2），定量沿燃烧头内碳化钨中心套管送入高温燃气中，一同射出喷涂于工件上形成涂层。

在喷涂机喷嘴出口处产生的焰流速度一般为音速的4倍，即约1520m/s，最高可高达2400m/s（具体与燃烧气体种类，混合比例，流量，粉末质量和粉末流量等有关）。粉末撞击到工件表面的速度估计为550-760m/s，与爆炸喷涂相当。Jet-Kote法之所以能有这么高的速度，关键在于按流体力学的原理合理设计制造了一个喷嘴，称之为Laval管的膨胀管。

图7 Laval管

由流体力学知：对一维可压缩流体，则有：ds/s=(M²-1)dv/v

其中： S―管器截面积； Ｍ＝v/v声（马赫数）； V－流体速度

由式中我们看出：当V>v声，即Ｍ>1时，则dv与ds符号相同,即随管道截面积变大(ds为正)时,流体速度也增大。当V

①粉粒温度较低,氧比较轻(这主要是由于粉末颗粒在高温中停留时间短,在空气中暴露时间短的缘故，所以涂层中含氧化物量较低,化学成分和相的组成具有较强的稳定性)，但只适于喷涂金属粉末、Co-Wc粉末以及低熔点TiO2陶瓷粉末；②粉粒运动速度高。

③粉粒尺寸小（10～53>μm）、分布范围窄，否则不能熔化。

④涂层结合强度、致密度高，无分层现象。

⑤涂层表面粗糙度低。

⑥喷涂距离可在较大范围内变动，而不影响喷涂质量。

⑦可得到比爆炸喷涂更厚的涂层，残余应力也得到改善。

⑧喷涂效率高，操作方便。

⑨噪音大（大于120dB），需有隔音和防护装置。

三 电弧类喷涂

1、电弧喷涂：

电弧喷涂：在两根焊丝状的金属材料之间产生电弧，因电弧产生的热使金属焊丝逐渐熔化，熔化部分被压缩空气气流喷向基体表面而形成涂层。电弧喷涂按电弧电源可分为直流电弧喷涂和交流电弧喷涂。直流：操作稳定，涂层组织致密，效率高。交流：噪音大。电弧产生的温度与电弧气体介质、电极材料种类及电流有关（如Fe料，电流280安，电弧温度为6100K）。但一般来说，电弧喷涂比火焰喷涂粉末粒子含热量更大一些，粒子飞行速度也较快，因此，熔融粒子打到基体上时，形成局部微冶金结合的可能性要大的多。所以，涂层与基体结合强度较火焰喷涂高1.5～2.0倍，喷涂效率也较高。电弧喷涂还可方便地制造合金涂层或“伪合金”涂层。通过使用两根不同成分的丝材和使用不同进给速度，即可得到不同的合金成分。电弧喷涂与火焰喷涂设备相似，同样具有成本低，一次性投资少，使用也方便等优点。但是，电弧喷涂的明显不足，喷涂材料必须是导电的焊丝，因此只能使用金属，而不能使用陶瓷，限制了电弧喷涂的应用范围。近些年来，为了进一步提高电弧喷涂涂层的性能，国外对设备和工艺进行了较大的改进，公布了不少专利。例如，将甲烷等加入到压缩空气中作为雾化气体，以降低涂层的含氧量。日本还将传统的圆形丝材改成方形，以改善喷涂速率，提高了涂层的结合强度。

2、等离子喷涂：

等离子喷涂：包括大气等离子喷涂，保护气氛等离子喷涂，真空等离子喷涂和水稳等离子喷涂。等粒子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法，它具有：①超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧化。

<1>等离子的形成（以N2为例）

图8 等离子体发生过程示意图。

0°k时，N2分子的两个原子程哑铃形，仅在x,y,z方向上平动；

大于10°k时，开始旋转运动；

大于10000°k时，原子间产生振动，分子与分子间碰撞，则分子会发生离解变为单原子：

N2＋Ud——>N＋N 其中 Ud为离解能

温度再升高，原子会发生电离: N＋Ui——>N＋＋e 其中 Ui为电离能

气体电离后，在空间不仅有原子，还有正离子和自由电子，这种状态就叫等离子体。

等离子体可分为三大类：①高温高压等离子体，电离度100％，温度可达几亿度，用于核聚变的研究；②低温低压等离子体，电离度不足1％，温度仅为50～250度；③高温低压等离子体，约有1％以上的气体被电离，具有几万度的温度。离子、自由电子、未电离的原子的动能接近于热平衡。热喷涂所利用的正是这类等离子体。<2>喷涂原理：

图9 等粒子喷涂原理

等粒子喷涂是利用等离子弧进行的，离子弧是压缩电弧，与自由电弧项比较，其弧柱细，电流密度大，气体电离度高，因此具有温度高，能量集中，弧稳定性好等特点。

按接电方法不同，等离子弧有三种形式：

①非转移弧：指在阴极和喷嘴之间所产生的等离子弧。这种情况正极接在喷嘴上，工件不带电，在阴极和喷嘴的内壁之间产生电弧，工作气体通过阴极和喷嘴之间的电弧而被加热，造成全部或部分电离，然后由喷嘴喷出形成等离子火焰(或叫等离子射流)。等粒子喷涂采用的就是这类等离子弧。

②转移弧：电弧离开喷枪转移到被加工零件上的等离子弧。这种情况喷嘴不接电源，工件接正极，电弧飞越喷枪的阴极和阳极（工件）之间，工作气体围绕着电弧送入，然后从喷嘴喷出。等离子切割，等离子弧焊接，等离子弧冶炼使用的是这类等离子弧。

③联合弧:非转移弧引燃转移弧并加热金属粉末，转移弧加热工件使其表面产生熔池。这种情况喷嘴，工件均接在正极。等离子喷焊采用这种等离子弧。

进行等粒子喷涂时，首先在阴极和阳极（喷嘴）之间产生一直流电弧，该电弧把导入的工作气体加热电离成高温等离子体，并从喷嘴喷出，形成等离子焰，等离子焰的温度很高，其中心温度可达30000°k，喷嘴出口的温度可达;15000～20000°k。焰

流速度在喷嘴出口处可达1000～2000m/s，但迅衰减。粉末由送粉气送入火焰中被熔化，并由焰流加速得到高于150m/s的速度，喷射到基体材料上形成膜。图10 等离子焰流温度分布

<3>等粒子喷涂设备：等离子喷涂设备主要包括：

①喷枪：实际上是一个非转移弧等离子发生器，是最关键的部件，其上集中了整个系统的电，气，粉，水等。

②电源：用以供给喷枪直流电。通常为全波硅整流装置。

③送粉器：用来贮存喷涂粉末并按工艺要求向喷枪输送粉末的装置。

④热交换器：主要用以使喷枪获得有效的冷却，达到使喷嘴延寿的目的。⑤供气系统：包括工作气和送粉气的供给系统。

⑥控制框：用于对水，电、气、粉的调节和控制。

<4>等粒子喷涂工艺：

在等粒子喷涂过程中，影响涂层质量的工艺参数很多，主要有：

①等离子气体：气体的选择原则主要根据是可用性和经济性，N2气便宜，且离子焰热焓高，传热快，利于粉末的加热和熔化，但对于易发生氮化反应的粉末或基体则不可采用。Ar气电离电位较低，等离子弧稳定且易于引燃，弧焰较短，适于小件或薄件的喷涂，此外Ar气还有很好的保护作用，但Ar气的热焓低，价格昂贵。气体流量大小直接影响等离子焰流的热焓和流速，从而影响喷涂效率，涂层气孔率和结合力等。流量过高，则气体会从等离子射流中带走有用的热，并使喷涂粒子的速度升高，减少了喷涂粒子在等离子火焰中的“滞留”时间，导致粒子达不到变形所必要的半熔化或塑性状态，结果是涂层粘接强度、密度和硬度都较差，沉积速率也会显著降低；相反，则会使电弧电压值不适当，并大大降低喷射粒子的速度。极端情况下，会引起喷涂材料过热，造成喷涂材料过度熔化或汽化，引起熔融的粉末粒子在喷嘴或粉末喷口聚集，然后以较大球状沉积到涂层中，形成大的空穴。

②电弧的功率：电弧功率太高，电弧温度升高，更多的气体将转变成为等离子体，在大功率、低工作气体流量的情况下，几乎全部工作气体都转变为活性等粒子流，等粒子火焰温度也很高，这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变，喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良。此外还可能使喷嘴和电极烧蚀。而电弧功率太低，则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰，又会引起粒子加热不足，涂层的粘结强度，硬度和沉积效率较低。

③供粉：供粉速度必须与输入功率相适应，过大，会出现生粉（未熔化），导致喷涂效率降低；过低，粉末氧化严重，并造成基体过热。送料位置也会影响涂层结构和喷涂效率，一般来说，粉末必须送至焰心才能使粉末获得最好的加热和最高的速度。

④喷涂距离和喷涂角：喷枪到工件的距离影响喷涂粒子和基体撞击时的速度和温度，涂层的特征和喷涂材料对喷涂距离很敏感。喷涂距离过大，粉粒的温度和速度均将下降，结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降；过小，会使基体温升过高，基体和涂层氧化，影响涂层的结合。在机体温升允许的情况下，喷距适当小些为好。

喷涂角：指的是焰流轴线与被喷涂工件表面之间的角度。该角小于45度时，由于“阴影效应”的影响，涂层结构会恶化形成空穴，导致涂层疏松。

⑤喷枪与工件的相对运动速度：喷枪的移动速度应保证涂层平坦，不出线喷涂脊背的痕迹。也就是说，每个行程的宽度之间应充分搭叠，在满足上述要求前提下，喷涂操作时，一般采用较高的喷枪移动速度，这样可防止产生局部热点和表面氧化。⑥基体温度控制：较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程要达到的温度，然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施，使其保持原来的温度。近几年来，在等离子喷涂的基础上又发展了几种新的等离子喷涂技术，如：

3、真空等离子喷涂（又叫低压等离子喷涂）

真空等离子喷涂是在气氛可控的，4～40Kpa的密封室内进行喷涂的技术。因为工作气体等离子化后，是在低压气氛中边膨胀体积边喷出的，所以喷流速度是超音速的，而且非常适合于对氧化高度敏感的材料。

4、水稳等离子喷涂

前面说的等离子喷涂的工作介质都是气体，而这种方法的工作介质不是气而是水，它是一种高功率或高速等离子喷涂的方法，其工作原理是：喷枪内通入高压水流，并在枪筒内壁形成涡流，这时，在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极间产生直流电弧，使枪筒内壁表面的一部分蒸发、分解，变成等离子态，产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用，其能量密度提高，燃烧稳定，因此，可喷涂高熔点材料，特别是氧化物陶瓷，喷涂效率非常高。

四 电热法

1、电爆喷涂：在线材两端通以瞬间大电流，使线材熔化并发生爆炸。此法专用来喷涂气缸等内表面。

2、感应加热喷涂：采用高频涡流把线材加热，然后用高压气体雾化并加速的喷涂方法。

3、电容放电加热：利用电容放电把线材加热，然后用高压气体雾化并加速的喷涂方法。

五 激光法

把高密度能量的激光束朝着接近于零件的基体表面的方向直射，基体同时被一个辅助的激光加热器加热，这时，细微的粉末以倾斜的角度被吹送到激光束中。图11 激光喷涂

熔化粘结到基体表面，形成了一层薄的表面涂层，与基体之间形成良好的结合（喷涂环境可选择大气气氛或惰性气体气氛，或真空下进行）。

第四篇：飞机轮毂轴承孔修理中热喷涂技术的运用论文

引言

热喷涂是利用热源将喷涂材料加热到熔化或半熔化状态，依靠热源自身或外加的压缩气流，将其以一定的速度喷射到经预处理的基体表面，形成具有足够结合强度和特定性能的涂层。热喷涂涂层具有耐磨损和耐腐蚀等优良性能，并能对工件因磨损和腐蚀等引起的尺寸变化进行修复，在航空航天、机械制造、交通等领域得到了广泛应用。

飞机轮毂长时间使用后，轮毂轴承安装孔会出现腐蚀或磨损。

对于严重腐蚀和磨损，通常采用加装钢衬套来修理轮毂轴承安装孔。每次加装钢衬套修理，需要加工去除轮毂基体上的损伤和腐蚀。

钢材料较硬，并且钢衬套外径表面若有损伤，容易损伤轮毂轴承安装孔。轮毂轴承安装孔修理有一定的极限尺寸，加装钢衬套修理轮毂轴承安装孔会缩短半轮毂的使用寿命。从修理飞机轮毂轴承安装孔的热喷涂涂层性能要求出发，分析可应用的热喷涂技术，介绍轮毂轴承安装孔热喷涂修理流程，分析轮毂轴承安装孔热喷涂修理的质量控制。飞机轮毂轴承安装孔的热喷涂涂层性能要求

飞机机轮主要用于在地面支撑飞机并使飞机能够在地面滑行。

在使用过程中，机轮会承受较大的静载荷、动载荷和冲击载荷。机轮主要是由轮毂和轮胎组成。轮毂上安装有内、外侧轴承。机轮通过轴承与起落架轮轴配合。施加在飞机轮毂轴承安装孔上的热喷涂涂层会承受较大的静载荷、动载荷和冲击载荷。

飞机轮毂材料是铝合金。热喷涂涂层与轮毂铝合金基体要有较高的结合强度，涂层应有较高的硬度，涂层应具备较好的耐磨损及耐腐蚀性能。如霍尼韦尔公司标准施工手册规定，热喷涂涂层与轮毂铝基体的结合强度应不小于 34.5MPa,涂层硬度应为 70-90HRB,涂层孔隙率应不大于 10%,氧化物含量应不大于 40%[1].飞机轮毂轴承安装孔修理应用的热喷涂技术

飞机轮毂轴承安装孔基体材料为铝合金。热喷涂涂层材料应与铝合金基体有较好的浸润性和兼容性。常用的喷涂材料为镍铝合金（95%镍，5%铝）、铝硅合金（5%-12%硅）。热喷涂技术应与喷涂材料匹配。应用于轮毂轴承安装孔修理的热喷涂技术应确保热喷涂涂层性能满足要求。满足轮毂轴承安装孔修理要求的热喷涂技术有等离子喷涂、高速火焰喷涂和超音速电弧喷涂等。

（1）等离子喷涂是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将喷涂材料加热到熔融或半熔融状态，以高速喷射并沉积到预先处理过的工件表面上。等离子喷涂具有超高温特性，喷射粒子的速度高，涂层与基体的结合强度大致范围为 60-77MPa,涂层孔隙率大致范围为 2%-3%[2].（2）高速火焰喷涂（HVOF）是利用氢、乙炔、丙烯、煤油等做燃料，用氧气作为氧化剂，在燃烧室或特殊的喷嘴中燃烧，产生高温高速燃烧焰流，其燃烧焰流速度可达 2000m/s 以上，将喷涂粉末送进焰流中，产生熔融或半熔融的粒子，高速撞击在基体表面上沉积形成涂层。涂层与基体的结合强度可达 100MPa,涂层孔隙率大致范围为 1%-5%[2].（3）超音速电弧喷涂是集成常规电弧喷涂和高速火焰喷涂的喷涂技术。采用燃料和空气的混合气燃烧产生的超音速射流，雾化电弧熔融的粒子并对粒子进行加速，使熔融的高速粒子喷射到基体表面形成致密的涂层。涂层与基体的结合强度可达 60MPa,涂层孔隙率小于 1%[3].飞机轮毂轴承安装孔热喷涂修理流程

（1）加工轮毂轴承安装孔，直到完全去除损伤和腐蚀。尽可能少地去除材料。加工后的尺寸必须在轮毂部件维护手册规定的尺寸限制范围内。（2）涡流探伤或渗透探伤检查轮毂轴承安装孔加工区域。确保加工区域无裂纹等缺陷。（3）按轮毂部件维护手册喷丸强化规定区域。（4）喷砂粗化待热喷涂区域。确保无砂粒嵌入喷砂表面。（5）清洁待热喷涂区域。确保无水分、滑油、油脂、砂粒等。（6）根据需要，将半轮毂预热到规定温度。（7）将半轮毂装在能使半轮毂以固定转速旋转的夹具上。（8）在喷砂粗化后的规定时间内，使用合适的喷涂材料进行热喷涂。若采用底部粘结层和面层结构，在喷涂底部粘结层后应立即喷涂面层。喷涂速度应根据喷涂材料和热喷涂方法进行设定。确保受热喷涂影响的轮毂区域温度不超过规定值。热喷涂轮毂轴承安装孔到规定尺寸。（9）将热喷涂后的轮毂轴承安装孔加工到规定尺寸。（10）检查热喷涂涂层质量。确保无裂纹、松动颗粒、剥落等缺陷。飞机轮毂轴承安装孔热喷涂修理质量控制

4.1 热喷涂修理前试样测试

在对轮毂轴承安装孔进行热喷涂修理前，应制作与轮毂相同材料的直径为 25 毫米的试样，对试样进行测试确定应用于轮毂轴承安装孔修理的热喷涂工艺参数。试样的喷涂条件应与轮毂轴承安装孔的喷涂条件一致。试样的热喷涂涂层厚度应与最大允许完工涂层绝对厚度一致。试样应进行结合强度、显微硬度和显微结构冶金测试。至少 3 个试样进行结合强度测试。至少 1 个试样进行显微硬度和显微结构冶金测试。在热喷涂方法、设备和喷涂材料发生变化时，应制作试样进行结合强度和冶金测试。

4.2 热喷涂工艺参数控制

热喷涂工艺参数是决定涂层质量的关键。需要对工艺参数进行优化和控制，保证被喷涂的材料粒子都能加热到熔融或半熔融状态，高速射向基体并均匀地沉积，形成致密的与基体有良好结合的涂层。对于等离子喷涂，在特定设备、喷枪和喷涂材料条件下，影响涂层质量的主要工艺参数为电弧功率、工作气体流量、送粉气流量、喷枪与工件距离以及喷枪与工件的相对移动速度等。对于高速火焰喷涂，影响涂层质量的主要工艺参数为氧气和燃料的比例、送粉量、喷枪与工件距离等。对于超音速电弧喷涂，影响涂层质量的主要工艺参数为喷枪、空气压力、电流、喷枪与工件距离等。

4.3 轮毂轴承安装孔热喷涂前表面处理

热喷涂涂层与基体的结合主要为机械结合。轮毂轴承安装孔热喷涂前需进行净化和粗化处理。净化处理确保轮毂轴承安装孔表面干净。粗化处理使轮毂轴承安装孔表面粗造化，提供更多的“抛锚”咬合点。轮毂轴承安装孔采用喷砂粗化，应对砂粒材料、喷砂压力和喷砂角度等进行控制。结束语

应用合适的热喷涂技术，能够获得满足结合强度要求、具有较好的耐磨损及耐腐蚀性能的涂层，可以修复飞机轮毂轴承安装孔。对于大中型飞机维修单位，应用热喷涂技术对飞机及其零部件进行表面处理和修复，具有积极的意义。

参考文献：

[1]HONEYWELL 标准施工手册 32-49-01[Z].[2]李君。热喷涂技术应用与发展调研分析[D].吉林大学，2015.[3]查柏林，王汉功，杨晖，等。超音速电弧喷涂技术[J].机械工人，2002（6）。

第五篇：学技术

2014学什么技术最好就业？最能赚钱？

近年来，随着各大高校不断扩招，我国毕业生的就业形势日益严峻。每年新增的数百万大学生，给整个社会带来严峻考验。然而，不少人力资源负责人观察到，很多求职者咨询职位时，第一句话是问工资待遇怎么样，而不是介绍自己具备哪些技能。

“很多人提出的工资要求与现在的社会形势存在差距，把自己抬得太高了。”一位公司的HR介绍说。除此以外，在场的HR们还发现，很多人对自己未来的职业没有明确目标，不清楚自己想要什么样的生活，对自己也没有明确的定位，很迷茫。

面对史上最难就业年，如果毕业生们还是眼高手低的话，前程将一片灰暗。所以，想要在众多求职者中占到先机，首先要对自己有清晰的定位。这就要求高校毕业生们对自己的能力、特长以及优缺点有正确的认识，对于自己以后要从事什么行业、未来几年的发展都要有规划。其次，把眼光放开一些，不要一味坚持与自己专业相符的职业，如果没有合适的，可以尝试其他行业。最好选择有前景自己感兴趣的行业。另外，不要浮躁，沉淀下来。不能让社会去适应自己，而应该让自己学会去适应社会;不要总想着企业能为自己带来什么，要去想想自己能为企业带来什么。如果自己的能力达不到企业的要求，就要想办法进行提高和再培训。

谈到怎样才能挣大钱?学什么技术才能挣大钱?2014年学什么技术好?分析利弊，山东新东方烹饪学院推荐学厨师，学烹饪。餐饮业是我国第三产业服务业中的重点行业，中国是烹饪大国，饮食文化影响全世界，誉满全球。近年来餐饮业经济持续快速增长，餐饮行业发展水平稳步提升，厨师的社会地位也愈发高涨，薪资待遇更是水涨船高，许多餐饮行业更是出现“一厨难求”的情况。再者，学厨师门槛低，回报高，无需学历、无需技能，只要认真学，就能学业有成，就能高薪就业!

当你还在为学什么好就业而发愁的时候，已经有很多学烹饪技能的年轻人们走上了康庄大道。所以，任何行业抢占先机最重要，现在正是学厨师的好机会，要抓住机遇，迎接挑战，未来才能更精彩。《新华网》报道