河海大学 表面工程技术应用之热喷涂

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1、表面工程技术应用热喷涂毛河海大学机电工程学院摘要：从喷涂设备、涂层应用和质量监控方面综述热喷涂技术的发展现状，重点介绍了等离子喷涂、超音速电弧喷涂、超音速火焰喷涂以及冷喷涂技术的最新进展；提出了制备热障、纳米、非晶、超导及隐身功能涂层将成为研究热点。指出利用各种先进的声、光、电、磁无损检测技术，对涂层性能进行在线诊断、评估质量和预测寿命的研究方向；并对热喷涂技术的发展趋势进行了展望。关键词：热喷涂技术；涂层应用；检测诊断。Abstract：Thermalspraytechnologywasreviewedwi

2、thitsfocusonthesprayequipmentsandcoatingsapplicationaswellascoatingsqualitysupervisionathomeandabroad．Thenewestprogressofplasmaspray，highvelocityarcspray，highvelocityoxygensprayandcoldsprayprocesseswasintroduced．Fabricatingfunctioncoatingsisahottopicintherm

3、alspraytechnology，suchasthermalbarrier，nanostructured，amorphous，superconductiveandcamouflagecoatings．Usinguhrasonic，photoactivation，electrochemistryandmagnetisminnondestructivetestingisanimportantresearchdirectionincoatingsqualitysupervision．Developmenttren

4、donthermalspraytechnologyWasputforward．Keywords：thermalspraytechnology；coatingsapplication；Detectionanddiagnosis。热喷涂技术是通过某种热源将某些材料加热至熔融或半熔融状态，然后喷射到涂敷的基体表面，形成一层性能优于原来基体的涂层，从而使原工件具有更加优异的表面性能，或者是使工件获得一种或几种原来基体材料不具备的表面性能膜状组织[1≈j。这些表面性能包括耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封

5、、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊的物理化学性能。目前，包括航空、航天、原子能设备、电子等尖端技术在内的很多领域内，热喷涂技术都得到了广泛应用，并取得了良好的经济效益旧。1．1火焰喷涂利用火焰为热源，将金属与非金属材料加热到熔融状态，在高速气流的推动下形成雾流，喷射到基体上，喷射的微小熔融颗粒撞击在基体上时，产生塑性变形，成为片状叠加沉积涂层，这一过程称为火焰喷涂。火焰喷涂法是目前喷涂技术中使用较广泛的一种工艺。采用火焰喷涂法技术，可以制备各种纯金属、合金、陶瓷及塑料等涂层H。1．2爆炸喷涂爆炸喷涂是先将一定

6、比例的氧气和乙炔由供气口送入冷喷枪的燃烧室，经火花塞点火，氧气和乙炔混合气体发生爆炸式燃烧，然后由送粉器将喷涂粉末送入燃烧室，其热能将喷涂粉末加热到一定状态，最后在爆炸冲击波的作用下把粉末颗粒喷向工件表面而形成涂层№o。爆炸喷涂法是一项技术难度较大、工艺性能较强的新技术，也是一种高能喷涂方法。与一般火焰喷涂相比，必须提供足够高的气体压力，气体的消耗量也很大¨1．3电弧喷涂电弧喷涂是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术

7、。电弧喷涂法对各种金属材料都能喷涂，大量地应用于防腐、耐磨等工程。目前，电弧喷涂法已经从一种粗糙的高喷涂率的技术演化为能以低成本生产具有高质量涂层的较为精密的手段哺。1．4等离子喷涂等离子喷涂是用等离子体发生器(等离子喷枪)产生等离子体，同时送粉器管中输送的粉末在等离子体焰流中被加热至熔化状态，并高速喷涂在工件表面而形成涂层。等离子喷涂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，近几年来在我国发展较快一o。2涂层应用的研究进展2．1热障涂层热障涂层(TBC)广泛应用于航空发动机、燃气轮机等高温

8、工作条件下的热屏蔽涂层，其厚度一般小于1mill。TBC硬度高、化学稳定性好，可显著降低基材温度，从而提高发动机效率，减少燃油消耗，延长使用寿命。陶瓷／金属梯度热障涂层是近年来随着现代航空、航天、兵器等尖端技术的迅速发展开发出来的一种新型热障涂层，其成分沿涂层厚度方向呈梯度分布，能够缓和因温度梯度造成的热应力，涂层的抗热震性能因此得到显著提高。在ZrO：／NiCoCrAlY梯度涂层中由基体到涂层表面