《应用等离子喷涂》PPT课件

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1、第六章应用由于材料表面工程技术是应用物理、化学、电子学、机械学、材料学等多学科的最新知识，对产品或材料表面进行处理，赋予材料表面减摩、耐磨、耐蚀、耐热、隔热、抗氧化、抗疲劳、防辐射以及声光电磁热等特殊功能的技术。不仅技术含量高，产品附加值高，综合收益大，投资见效快，而且节约材料资源，保护环境，降低能耗，所以它的应用及其广泛和重要。从当前工程应用量较大上看，表面工程技术主要是改善机械零部件、电子、电器元器件、人体生物医学植入体等部件基体材质表面性能的科学和技术。对机械零部件，主要通过表面技术处理提高机械零部件表面的耐磨、耐蚀、耐热性和抗疲劳强度等性能

2、，使整个机器在高速、高温、高压、重载、强介质腐蚀等恶劣工况下能持续、安全的运行；对电子电器元器件，主要通过表面处理提高元器件表面的电、磁、声、光等物理性能，使经表面处理的元器件产品容量大、传输快、体积小，具有高转换率、高可靠性、高稳定性；对于家电产品，主要通过表面处理提高家电产品表面的耐蚀、美观等性能；对于生物医学材料，主要通过表面处理提高人造骨骼等人体植人件的耐磨、耐蚀及与人体的生物相容性，以保证患者的健康，能正常生活。可以说，表面工程技术的应用，已成为21世纪工业发展的关键技术之一。下面对一些具有代表性，又十分重要的方面看一看它的应用。6.1航

3、空航天工业中的应用表6—1热喷涂耐磨涂层在国内航空上的应用零部件耐磨涂层材料发动机涡轮轴NiCrBSi—Ni—Al涡轮叶片叶冠X一40三叉戟发电机轴Co一WC三叉戟机翼滑轨Ni3Al—WC三叉戟前轮轴、套筒Co—W发动机燃油导管NiCrSi某机型发动机用涡轮机叶片NiCoCrAlYTa表6-2抗热障、抗高温氧化上常采用渗镀、磁控溅射、低压等离子喷涂(LPPS)和阴极多弧镀技术和渗镀技术。还有封严、耐磨、减摩、阻燃、润滑等涂层。如在叶片上早期渗镀Al-Cr，Al—Si，A1-Ti，用PVD法在叶片上沉积.A1-Cr，.A1-Si，A1-Ti，20世纪

4、80年代用PVD法沉积MCr.A1Y一和用LPPS法喷涂NiCoCrAlYTa，NiCoCrAIYHt，NiCoCrAlYHfSi，NiCoCrAlYTaHf超合金涂层。现今已用NiCoCrAlYTa六元超合金涂层装备了国产的战机，进一步提高了叶片的抗氧化性能和抗热腐蚀的能力。还研制成功适用于450℃钛合金叶片WC／Co耐磨涂层；适用于840℃以下涡轮机叶片、叶冠、涡轮后机匣的CoNiCrW耐磨涂层；适用于350-1600℃的聚苯脂铝封严涂层，镍包石墨封严涂层。根据不同使用环境特点，发动机部件涂覆大量的、类型各异的涂覆层，甚至在一个关键零部件上，采

5、用多种涂层。如在钛合金压气机转子叶片、叶身上喷涂耐磨耐冲刷的涂层，而在榫头部位电镀防粘防啮合的银镀层，在叶尖上用防钛燃烧的阻燃涂层。又如在涡轮机叶片、叶身上用PVD法沉积MCr.A1Y。抗高温氧化粘结涂层，再沉积Y2O3稳定的ZnO2陶瓷涂层，而榫头仅允许沉积厚度较薄，对机械疲劳性不损伤的抗氧化涂层，叶尖则喷涂抗氧化的高温耐磨封严涂层等。今天波音飞机先进的起落架也已使用超音速火焰喷涂的WC涂层，军机上用的钛合金传动轴花键、摩擦受力的关键部位都沉积有类金刚石膜层。6.2汽车工业中的应用当今的现代汽车工业，充分利用各种表面技术，已使汽车成为深受人们喜爱

6、的、完美艺术的现代交通工具。在汽车车身、底盘、电气设备、发动机、塑料件都在涂装生产线上进行表面处理。在汽车钢构件的耐蚀与耐磨以及汽车的活塞环、连杆、齿轮、销轴与表面技术都已完全实用化。此外运用喷涂技术在轿车、载重汽车的变速箱从动齿轮表面喷金属钼涂层，使表面硬度HV可达700-1000，大大提高了齿轮使用的耐磨寿命。在汽车用铸模、铝模具上进行表面处理，不仅提高了脱模效果，还提高模具使用寿命50％，且零部件的光洁度高。车刀、铣刀、滚刀、发动机凸轮轴、缸套等的强化其中涂层刀具在汽车机械加工中的应用效果十分明显。不仅减少了刀具的消耗，延长了刀具的使用寿命，

7、更使机械加工切削速度加快，被加工的零件光洁度高。目前，汽车工业用的齿轮滚刀、花键滚刀、插齿刀、圆盘拉刀、圆形样板刀、钻头、丝锥大都采用物理化学气相沉积的现代表面技术，在刀具上沉积TiN，Ti(CN)，(TiAl)N，ZrN，HfN等。如经TiN沉积的剃齿滚刀、花键滚刀使用寿命分别提高2～2.5倍和3～4倍。在我国的成都、哈尔滨、上海、北京等地已建有专用的涂层刀具生产线，供应TiN的涂层刀具系列产品。在采用表面改性技术上，如用喷丸强化，使汽车的汽阀弹簧、变速箱的倒挡齿轮解决了断裂；用滚压强化，使球铁曲轴抗变疲劳极限提高152％；发动机用凸轮轴，用离子

8、渗氮，使凸轮轴的表面硬度HV达到650～720，其轴的耐磨性、抗擦伤性能显著提高；发动机的缸体、缸套采用激光表面淬火处理，