涂層材料的選擇

最常用的熱噴涂材料和一些典型的應(yīng)用。選擇滿足要求的合適的材料需要依靠對(duì)應(yīng)用環(huán)境和材料相關(guān)知識(shí)的了解。

熱噴涂工藝的選擇

各種熱噴涂工藝的熱能由火焰的溫度決定，噴涂顆粒的速度由氣體速度決定。各種熱噴涂工藝性能的比較。等離子噴涂工藝的溫度比較高，特別適合噴涂高熔點(diǎn)材料，如陶瓷材料，HVOF工藝的動(dòng)能較高，并且相對(duì)熱能較低，適合于噴涂碳化鎢系材料。

典型的熱噴涂涂層功能

2.6.1  耐磨防護(hù)

常采用陶瓷、碳化物材料，如WC/Co、WC/CoCr。

2.6.2  耐腐蝕防護(hù)

低碳的、純鐵和鑄鐵材料易受腐蝕，因此常需要表面防腐。一般采用火焰噴涂Al或者Zn。這主要的應(yīng)用領(lǐng)域是橋梁和近海結(jié)構(gòu)。耐高溫氧化腐蝕，常采用的材料為MCrAlY，采用的噴涂工藝為氣氛控制等離子噴涂。

2.6.3  隔熱和絕緣

陶瓷材料是極優(yōu)異的隔熱和電絕緣材料，他們也兼具良好的氧化和耐磨性能。這些特性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)鉁u輪組件也非常有用，可用于制備熱障涂層，用于降低基體表面的溫度，從而延長(zhǎng)使用壽命。另一方面，由于減少了運(yùn)行時(shí)的熱損失，所以提高了使用效率。這種涂層體系一般有抗高溫氧化的MCrAlY底層和陶瓷面層組成。YSZ是最常被使用的面層材料，因?yàn)槠渚哂袃?yōu)異的抗熱震性能。 四川非金屬熱噴涂工藝

    可較方便地獲得超硬合金、各種陶瓷或金屬陶瓷涂層以及各種功能涂層，且涂層相對(duì)于整體高級(jí)材料而言材料用量少，比起整體提高材質(zhì)無(wú)疑要經(jīng)濟(jì)得多，因此可大膽使用貴重材料，其成本不會(huì)增加很多，而材料的表面性能卻能得到大幅提高，經(jīng)熱噴涂修復(fù)的零件使用壽命一般可以達(dá)到甚至數(shù)倍超過(guò)新品。03熱噴涂技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與展望從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)看，熱噴涂系統(tǒng)工程的研究將越來(lái)越受到人們的重視。目前許多國(guó)家都加強(qiáng)了對(duì)熱噴涂系統(tǒng)工程的研究，即從失效分析入手，通過(guò)對(duì)表面預(yù)處理，噴涂設(shè)備、噴涂材料及噴涂工藝的優(yōu)化，制定出熱噴涂實(shí)施工藝計(jì)劃。在發(fā)展過(guò)程中，熱噴涂技術(shù)與其他學(xué)科相互交叉滲透形成了新的表面處理工藝。未來(lái)熱噴涂技術(shù)可能在以下方面發(fā)展：（1）在噴涂材料的選擇方面：火焰噴涂技術(shù)、等離子噴涂技術(shù)和超音速火焰噴涂技術(shù)所采用的粉末型噴涂材料還將是市場(chǎng)需求主流，電弧噴涂技術(shù)和冷噴涂技術(shù)噴涂材料的選擇雖然有一定的局限性，但未來(lái)隨著工藝進(jìn)步與更新，還將得到進(jìn)一步拓展。（2）在涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度方面：冷噴涂、超音速火焰噴涂、超音速等離子噴涂和LPPS-TF涂層等與基體的結(jié)合強(qiáng)度相對(duì)較高的方法，將發(fā)揮更大的作用。。四川非金屬熱噴涂工藝

    熱噴涂技術(shù)是目前工業(yè)發(fā)展中不可或缺的一項(xiàng)金屬表面修復(fù)技術(shù)，隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，金屬表面腐蝕磨損問題越來(lái)越突出，由于表面腐蝕磨損所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失也在不斷增加。金屬熱噴涂技術(shù)是通過(guò)噴涂技術(shù)在金屬工件表面制備防腐耐磨、耐高溫、抗氧化等功能性涂層，從而增強(qiáng)工件的表面強(qiáng)度，提高其使用壽命。金屬熱噴涂技術(shù)被各大行業(yè)范圍廣認(rèn)可，其主要工藝特點(diǎn)如下：1、可以在各種材料上噴涂涂層，如金屬、陶瓷、玻璃等表面都可以進(jìn)行表面熱噴涂修復(fù)。2、噴涂材料范圍廣，如金屬、陶瓷、非金屬礦物質(zhì)以及這些材料組合成的復(fù)核粉末材料等。3、采用復(fù)合涂層等工藝，可以將性能不同的兩種以上的材料制成具有優(yōu)異綜合性能的涂層，如耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化、絕緣、密封等特殊功能涂層。4、一般不受噴涂件尺寸和施工場(chǎng)地的限制，既可以對(duì)大工件進(jìn)行噴涂，也可以進(jìn)行局部噴涂，施工方便。5、噴涂涂層厚度可以控制，從幾十微米到幾毫米都可以，而且耗用的材料少，所制備的涂層功能性強(qiáng)，收效大。

    熱噴涂金屬涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，決定了涂層的防護(hù)效果，例如：機(jī)械結(jié)合是通過(guò)高速粒子撞擊，使粒子微變形，然后進(jìn)行咬合來(lái)達(dá)到表面結(jié)合的效果；而熱噴涂技術(shù)下涂層與基體的結(jié)合，是通過(guò)高速、高溫、熔融或者半熔融的粒子撞擊到基體表面，形成一種防護(hù)涂層，這樣形成的金屬涂層結(jié)合強(qiáng)度更高，使用效果更好一些。那么，常見的熱噴涂涂層都有哪些缺陷呢？1、涂層剝落：這是因?yàn)槔鋮s時(shí)涂層與基體的收縮不一致，涂層中產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)結(jié)合強(qiáng)度低于涂層的拉應(yīng)力時(shí)，容易導(dǎo)致涂層剝落；2、裂紋：與涂層剝落一樣，當(dāng)涂層中的拉應(yīng)力小于基體的結(jié)合強(qiáng)度而有大于涂層的抗拉強(qiáng)度時(shí)，涂層容易裂開，產(chǎn)生裂紋；3、多孔疏松：受噴涂材料、速度等影響，導(dǎo)致孔隙率比較大。那么導(dǎo)致涂層質(zhì)量問題的主要因素有哪些呢？1、受噴涂工藝影響：不同的熱噴涂工藝，其溫度和速度都是不一樣的，線材噴涂材料或者粉末噴涂材料在不同工藝下形成的涂層也有所差異；2、受噴涂材料影響：不同的噴涂材料在熱噴涂技術(shù)下會(huì)形成不同的防護(hù)涂層，材料的成分也相應(yīng)的決定了涂層結(jié)合強(qiáng)度、孔隙率以及各項(xiàng)指標(biāo)的高低。金屬熱噴涂技術(shù)不僅能有效提高機(jī)械表面的使用強(qiáng)度，還可以對(duì)機(jī)械進(jìn)行表面防護(hù)。

    當(dāng)擊中基板時(shí)顆粒的超快速度形成非常密集、牢固的涂層（圖5）。擊打基板時(shí)，即使顆粒沒有完全熔融，顆粒的超高動(dòng)能也可確保足夠的機(jī)械結(jié)合。因此該噴涂方法尤其適合噴涂帶有碳化物的涂層。典型應(yīng)用包括空氣引擎渦輪機(jī)部件和閥門上的碳化鎢涂層，以及具有抗氧化性能的鎳鉻涂層。等離子噴涂是Z常見的熱噴涂層方法，作為大氣等離子噴涂(APS)應(yīng)用或在受控的大氣條件下噴涂。陰極與噴槍的環(huán)列噴嘴之間形成電弧。沿著電極的高流速氣體混合物被電弧電離，從而形成等離子。該等離子流被推出噴嘴，涂層材料粉末在噴嘴中被注入等離子射流。等離子射流的熱量和速度使顆?？焖偃刍⒓铀伲瑥亩鴮㈩w粒推進(jìn)到基板上并形成涂層。等離子涂層的結(jié)構(gòu)密度比火焰噴涂層大（比較圖3和圖6）。等離子噴涂的優(yōu)勢(shì)在于可以噴涂陶瓷或難熔金屬等高熔點(diǎn)材料。這是一種通用型噴涂方法，可產(chǎn)生高質(zhì)量涂層，適合多種應(yīng)用，包括牽引表面上的涂層，渦輪機(jī)燃燒室、葉輪和葉片上的熱障涂層，植入物的生物相容羥基磷灰石涂層以及印刷輥上的陶瓷涂層。熱噴涂層的制備難點(diǎn)切割：夾持帶有噴涂層的工件以將其切開可導(dǎo)致脆性涂層出現(xiàn)裂縫或壓縮非常柔軟的涂層。四川非金屬熱噴涂工藝

四川非金屬熱噴涂工藝

    鑲樣：具有高收縮率的冷鑲嵌樹脂可導(dǎo)致涂層損壞且基板附著性較差；由于收縮間隙，樹脂不支持涂層，從而可導(dǎo)致涂層在研磨和拋光過(guò)程中層離。研磨和拋光：倒角可導(dǎo)致拋光不均勻，從而在后續(xù)錯(cuò)誤地解讀涂層密度（圖7）。涂層與基板之間的起伏形成這可能被錯(cuò)誤解讀的陰影（圖8）。對(duì)于以金相方式制備的噴涂層，如何評(píng)估真實(shí)的孔隙率仍然有爭(zhēng)議，因?yàn)槿绻凑_執(zhí)行金相研磨和拋光，可能引入不應(yīng)在涂層結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的人為失誤。例如，在金屬或金屬/陶瓷涂層中，較軟的金屬在研磨過(guò)程中進(jìn)入孔隙，如果未適當(dāng)拋光，可能掩蓋真實(shí)的孔隙率（參見圖a-c）。相比之下，陶瓷涂層較脆，顆粒在研磨過(guò)程中離開表面。如果未徹底拋光，這些離開的顆粒將給人留下孔隙率高的錯(cuò)誤印象（參見圖d-f）。關(guān)于熱噴涂層的制備建議由于存在許多不同的噴涂材料并且有時(shí)材料的組合不同尋常，因此了解正確的噴涂和基板材料十分重要。這有助于評(píng)估材料在經(jīng)歷機(jī)械磨損時(shí)的行為。由于不同噴涂工藝產(chǎn)生不同的涂層密度和結(jié)構(gòu)，因此為了預(yù)估預(yù)期的孔隙度和氧化物含量，了解在具體樣品使用的噴涂方法將有所幫助。切割：切割輪的選擇基于基板材料，基板材料通常為金屬。較松散結(jié)合（軟）的切割輪優(yōu)于密集結(jié)合。四川非金屬熱噴涂工藝

四川旗豐新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司位于成都市簡(jiǎn)州市簡(jiǎn)州新城管委會(huì)5號(hào)廠房。公司業(yè)務(wù)分為熱噴涂，金屬涂層，非金屬涂層，金剛石涂層等，目前不斷進(jìn)行創(chuàng)新和服務(wù)改進(jìn)，為客戶提供良好的產(chǎn)品和服務(wù)。公司將不斷增強(qiáng)企業(yè)重點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)力，努力學(xué)習(xí)行業(yè)知識(shí)，遵守行業(yè)規(guī)范，植根于商務(wù)服務(wù)行業(yè)的發(fā)展。旗豐新材料秉承“客戶為尊、服務(wù)為榮、創(chuàng)意為先、技術(shù)為實(shí)”的經(jīng)營(yíng)理念，全力打造公司的重點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)力。