什么是熱噴涂
& j! l) m+ q" r; Dcccc熱噴涂是指一系列過程,在這些過程中,細微而分散的金屬或非金屬的涂層材料,以一種熔化或半熔化狀態(tài),沉積到一種經(jīng)過制備的基體表面,形成某種噴涂沉積層。涂層材料可以是粉狀、帶狀、絲狀或棒狀。熱噴涂槍由燃料氣、電弧或等離子弧提供必需的熱量,將熱噴涂材料加熱到塑態(tài)或熔融態(tài),再經(jīng)受壓縮空氣的加速,使受約束的顆粒束流沖擊到基體表面上。沖擊到表面的顆粒,因受沖壓而變形,形成疊層薄片,粘附在經(jīng)過制備的基體表面,隨之冷卻并不斷堆積,最終形成一種層狀的涂層(見圖1、圖2)。該涂層因涂層材料的不同可實現(xiàn)耐高溫腐蝕、抗磨損、隔熱、抗電磁波等功能。自1908年瑞士工程師Max Ulrich Schoop發(fā)明熱噴涂以來,該工藝得到不斷完善和發(fā)展。今天,熱噴涂作為一項高科技工藝已廣泛應用于航天、汽車、能源、鋼鐵、冶金、造紙、機械維修、市政建設等諸多領域。在中國,熱噴涂還是連續(xù)四個"五年計劃"推廣的科學項目。
- @+ k3 m, T( Q6 D圖1.
' d0 L7 }$ H* Y2 j
5 h+ k6 z; U Q/ L% j; N $ T1 O3 a. [8 V
圖2. + n1 l" c$ u, D& a. B) y( C

4 r, U! `9 A# k* }" V
- P- c6 y Q% I) T8 y# B, ucccc在工程、機械的表面領域,熱噴涂技術是最有效、最省錢和最直接的增強表面功能和工藝參數(shù)的方法。能夠通過熱噴涂手段改進和提高的表面種類幾乎是無限的。通過噴金屬、陶瓷、合金、重熔等等工藝手段,工程表面的功能概念得以延伸。 ) F6 q9 E5 X* ]3 ~
cccc可選擇多種多樣的熱噴涂設備和方法,無論是手持的或是裝在機器上的。熱噴涂的工藝也涵蓋各種選擇:火焰粉末噴涂、火焰線材噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、超音速火焰噴涂、可控氣氛下的等離子噴涂、真空等離子噴涂等。 3 i; O7 U0 x1 R! y$ n, N
cccc很多行業(yè)都在采用熱噴涂工藝提高設備或零件的使用壽命、改進表面工藝參數(shù)以及降低生產和維修成本。熱噴涂的功能包括:
2 b* o g0 i) ]8 Z- S s# O4 e1 ~" C+ f# E. M8 u: ~- p
- 抗磨損 + H& o' `" [: M+ T! D' M0 P0 B
- 抗腐蝕 6 g' t8 u6 A+ v( A5 J. J
- 間隙控制 ' U/ B- j; U4 Z9 R
- 控制流體環(huán)境 0 M! ]! i+ s! v
- 熱障 + @) y" L5 Q7 G2 }+ p
- 恢復尺寸
& W+ ~9 b+ s( j! ~( X' X1 \. E
- 改變導電性
) _8 Y+ O' m: Z" ?1 z各種熱噴涂工藝的比較
* y" W8 Q! F& |* a1 }* Q5 o, a n3 C& L0 i1 h5 b
9 e. p' ]5 D4 `0 q( V8 a- x( j& O
j% }( \9 a! D7 F' Z c" X6 x
( X3 g7 ^9 Y3 J4 A7 B3 C! o涂層類型 |
; N! b1 m! G& b火焰線材噴涂 | 9 h* {7 @8 d8 M4 y4 n X- S! R
火焰粉末噴涂 | + |3 `& ~% O0 J4 Y a N
超音速火焰噴涂 | ! L, R; l( n/ w: [
電弧噴涂 |
1 s5 K. h9 ^$ H" R( A等離子噴涂 | + Z g, U: D- y7 }1 }7 c {4 y8 q
低壓或真空噴涂 | , L, `% G U* m; [6 c
4 o4 w1 M+ \& i: L% t, ]/ S# [% ]
H7 C2 r0 Y* h: s; w 氣體問度 103 oC (103 oF) |
' W8 l8 f# a% k% u8 |- d
6 H. g) p/ w- ? I$ ~8 o9 v+ o全部涂層 | 6 C8 s" z$ B' J# [( |2 w" }! o1 Y
3 (5.4) | ) K3 j( E4 m0 M; d5 _7 M% i3 |8 [5 i
3 (5.4) |
! n9 D& d* X. p) y2 - 3 (3.6 - 5.4) |
4 a9 G: D6 Z+ mN/A | ; z {: E+ J) C4 y; t' F
12 - 16 (21.6 - 28.8) |
* ]. @( k3 P* C0 x1 N) ^5 c0 J10 - 80 (18 - 144) |
s+ p0 l& {& p1 W2 Y+ x/ a3 v% _4 v
! N5 c$ T$ Z2 M7 h1 K1 D
結合強度 MPa (103 psi) | 0 P- D5 j; m+ V4 q8 s y
" H6 L% c. Y* u, I6 f9 t+ z& Z
金屬 | ! b# M5 V, D0 d% W$ T7 x
14 - 28 (2 - 4) |
/ N. ` \. ?( g7 d# x: u, w$ d14 - 21 (2 - 3) | 4 G( h) ^# s( |' i; a0 c2 K
48 - 62 (7 - 9) |
. B7 |+ x, G. ^; b28 - 41 (4 - 6) | 5 s$ K2 N) u/ Y3 D, w3 ?/ {# n
22 - 34 (3 - 5) | 7 I9 t. y5 y8 h& `7 s, I. ^5 i
100 - 400 (14 - 57) |
1 p7 n: ^& g, y4 y4 A5 [0 ?7 e
! C& v m# R7 t% q$ o有色金屬 |
* @3 F! S9 M; y& h0 f7 - 34 (1 - 5) | ; N( Y/ e z2 @9 i9 m6 Y
7 - 34 (1 - 5) | . a8 C- z1 Q2 Y
48 - 62 (7 - 9) |
H4 e0 v# Y; P2 I14 - 28 (2 - 7) |
% ]4 M' K) J! M# V14 - 28 (2 - 7) | , e+ o5 ^# |6 X) E* n- _' c
400 - 750 (57 - 107) | : ^9 H# N: `) n1 }( _7 X
9 r* n- ^2 q) @7 s) Z) G" E自熔合金 |
5 Z# w" L0 z' C# `; K3 t# s' W3 _--- |
: i6 ~) u T* k( b83+ (12+) | - Y9 |: H* ]- n$ U4 f9 e% `
62 (9)** | ; h4 B- f! i0 z: a: ]4 R
--- |
4 P* p$ n! T$ w& v3 U( d--- |
+ P" i# e/ L( ^: O* w--- |
! {* X+ x( y; B" T' Z# d1 T0 s
- w5 m) q" s0 L0 b2 d陶瓷 |
0 l1 v$ k' G ^8 f--- |
% W' _1 }/ E5 {( Q14 - 32 (2 - 5) | ( d `" q% \$ ]/ E
--- |
- C4 P+ Q* g9 P6 b" @--- |
! k# g5 t* V) h* `) x* Z* x! A+ ]% d21 - 41 (3 - 6) |
3 e0 S" a2 A4 I( D25 - 55 (4 - 8) |
~ @# F3 ?1 t# d. m$ }7 l+ D" D
4 m: P' ^8 B* h! j: a, E# z碳化物陶瓷 |
$ _. X" }' E: T! `; g--- | 8 `0 H# n) b5 ?5 Q6 x$ j
34 - 48 (5 - 7) |
' W4 d9 S/ ^- d/ ?( H) z* L3 T83+ (12+) |
' {- g9 K) W+ \: a1 c- J--- | & T: T/ E& e* F( ?; _4 h0 k$ @
55 - 69 (8 - 10) |
+ R2 D4 P2 M; ?1 C5 _7 j500 - 100 (9 - 14) |
- P5 Q% v. O. t6 _; l. g- h: p2 `9 a* R1 z8 ]* Q6 [
& D% c- Y) I+ u; W) f
致密度, % |
5 e# a& |3 y9 C, }/ b; N
( Y* @ N6 `% U金屬 | 0 n5 E; w' }' A p5 y# J
85 - 90 | e7 {2 c- b! F0 H; b, G! S
85 - 90 |
1 j% i* o9 B* [2 D95 - 98+ | 0 P+ ~' B! q( }( ]
85 - 95 |
K" \9 W% k0 H# p90 - 95 |
- ^! }9 D [; J) h4 P97 - 99+ | " u1 V, L/ i) Y) A s
( v7 e, w/ V( |( r" }/ _9 q: b有色金屬 |
+ e4 p2 Q+ Q- [' `85 - 90 | ; L" N. q5 g$ g4 y& E& w/ O
85 - 90 | 4 f8 A9 x( |$ S: K0 a
95 - 98+ | " j0 m! y& C! {, j' W- b
85 - 95 | 5 ~6 W# D" Q: b, a- \
90 - 95 | 6 H2 T* E. K; o- M. E7 ]% i8 ^
97 - 99+ |
6 X4 C; H+ M) Y& Y ]% c% F& E
8 e6 `% P1 s: o/ m4 E自熔合金 | ( _& W9 a! }7 V$ X
--- | 6 W; z3 b! O' ]6 D$ ~2 `
100* | ; M9 W( ~/ z- p2 y! t0 Y/ z/ o
98+** |
8 r( e( }0 H' o3 @--- | ' \1 j$ w6 q) K* }* G; Y
--- |
8 `! Z* {$ V5 `--- | 0 p( A, p1 V5 r, E8 m' q. m4 W- F
7 U) k+ J6 a7 a8 M" C陶瓷 |
e* H; n `' l. Y6 j- S2 X. }--- | 5 _1 T. u& M, P& p
90 - 95 | 1 a& v: @) W* j
--- | 3 e1 w7 K; q. G$ b' x4 `& T0 i7 c9 h
--- | 7 o |- N. F! I9 `( C
90 - 95+ | 0 ]+ F" D4 j+ V: Q' v! h% D
95 - 98 |
8 D, b4 J" S$ Z$ u6 r$ _+ J
% ^- S* [- R6 k碳化物陶瓷 | . O% n2 C: c+ y. X
--- | 5 ^ t' @& m. z" X$ f1 k9 @
85 - 90 |
6 E2 i) k: I: }* s& G1 Z95 - 98+ | ; Y6 u0 f! I+ l1 @6 `, @
--- | % q* ?: ~# V( S/ a
90 - 95+ |
/ ?& l e& E& n) ?. c: `95 - 98+ |
# t6 P% |* {2 |& C5 u- y5 i
. E! ?& T" e: O: s$ M* k4 Z$ `- y! L. k2 m
硬度 |
; \% M: C1 D7 G+ \. ~2 s* }9 @
+ e0 N' ~- ^/ n4 D金屬 | ; l' d7 ?- m Q0 B
84Rb-35Rc |
. X2 o6 ]* U r6 w0 a! [80Rb-35Rc | ! O/ g* ?4 B8 f( j3 e
90Rb-45Rc |
( U. }7 M, X% O+ i85Rb-40Rc | 2 \2 B1 m$ Y, z5 A! W X
80Rb-40Rc |
6 c: f/ {. }1 J- h2 A30Rc-50+Rc | ' `4 f1 ~6 |3 J* \
: I# W( w" a2 }4 @ d0 D
有色金屬 | 9 E4 _5 d6 G" J& |: ?4 y4 `, l
95Rh-40Rc |
# C" i& j: }5 Y- `; o30Rh-20Rc |
0 L3 X) U5 ~; {5 b* ]4 [% V100Rh-55Rc |
1 E& J, Y( S r# V4 P7 H5 i) Z7 i1 a40Rh-35Rc |
( }" H9 ?9 Y& h( ?: |2 {40Rh-50Rc | ' _& h) N& r" l! I
45Rc-55Rc | ( p7 D- U1 Y' L6 r. |
3 X# y6 x( z: w6 _5 h2 J
自熔合金 | ' e* R, g0 e3 q8 L
--- | + b" z# s" _, l& U; r: y6 k0 [' R
30 - 60Rc |
8 Q2 { ]. a9 a* x/ Z; u50 - 60Rc |
) e9 u. g' |. @- E' X* [* ^, ~--- | / d/ v" N. D; z/ r
--- | " G4 K. i( e% O+ e' {
--- |
$ }" T# v4 W0 ` ?& k2 `! b' P* v+ j6 \
陶瓷 |
1 u N/ C* W! l: _3 v--- | % {1 h. M" v, Y) x2 U
40 - 65Rc |
$ G$ c- z, V! T4 V1 D& C% n. M--- | 8 W, v7 Q3 z3 z
--- | ( H, i4 L$ i+ U& Q8 [& b
45 - 65Rc | 1 ` @ a8 a9 J9 U' b
50 - 70+Rc |
3 ~9 Y0 y! M) p8 S
* a6 F7 x) ^2 N9 F2 p( U碳化物陶瓷 |
( Z m ?, S! j: `" m2 b--- |
) V& w7 s9 T+ F$ ?9 l- c45 - 55Rc |
- q: @1 Y* J( y) {' ^2 E55 - 72Rc | . g7 t* t! {2 n- ?5 j8 o' y$ e
--- |
. j+ v1 L6 N0 G7 G50 - 65Rc | ) G* ^8 H Y6 o3 P1 t
50 - 70+Rc |
: o0 v% O, q9 e& [6 u
) m" b2 D* Z2 A! _
% t) |) H: x9 u: r8 J# r0 R: k; x$ J 滲透性 |
6 h" ?; t8 F) d. S9 T ], C
; z% Q, j7 |" {金屬 | 2 K3 I, | R* c
高 |
, H z4 o$ C1 `; @中 |
. r6 @0 C- k; ]6 d極小 |
: D8 \/ s5 W1 q) J& i中 |
! L4 c( K f9 j2 a( @中 | 5 E& Z4 V2 x: Y$ i$ `! c4 t
無 | ) @( }( h/ u' O9 Y0 E
% |4 l7 ?% p' k2 z4 U有色金屬 | # }- c' Y. a- G, p& J, G) f
高 | 9 _1 I' R( x5 R) @
中 |
3 M9 M4 u/ ~7 ]( B- {極小 |
$ K* X% n" r, Y T0 p, E9 r中 |
$ r; L/ a$ {; t/ O' R8 B中 | . n5 R; O2 s; e* B3 n
無 | H, Y& d+ s* f/ V- t( J: G
: v6 e z" M) }5 v& w5 \自熔合金 | 7 |7 Z; w) Q: \
--- | 2 A8 U# i1 i8 d6 \4 M K
無 |
& f7 q3 D! H% e( \, c# Q極小 |
' j9 g6 R& F" H0 \6 X* X% |--- | 0 q: j: l* g+ I' U% s
--- | b: a5 c( ?2 z+ x4 W, m
--- |
" E; e, @8 V5 r6 I8 W" u! ]/ w# Y% n/ m- P! K0 d1 D7 g( J/ @
陶瓷 |
6 O$ b: |0 A1 ]--- | : O% l2 P4 d' U1 Y+ c
中 |
/ F: z3 u0 f; ^7 e3 f--- | & I5 d* t/ u2 A! c% z2 {
--- | 4 E1 n+ [+ S- r6 A/ u
偏小 | . a4 `/ q# @ a" B+ Q
極小 | 9 u8 S }1 J; v& K# r4 M; z0 m
# {' \0 o/ e5 y$ j+ |' Q
碳化物陶瓷 | 9 y5 \* {2 O6 \: H' v2 s, n) Q
--- | : O" p/ z3 k0 _$ D( v
中 |
+ I3 {/ c& t9 F" `極小 | ! o, E; r' i9 B/ Q/ H
--- |
) W. f5 u; f' W偏小 | 3 t# g. |0 B* C. J) G+ ?1 B
極小 | 1 l P, F5 P" B* Y
0 ?% s0 m$ S$ a
, Y5 m% X; G( {& R 涂層厚度限制 | " F: p2 [- X3 ^6 o8 Y; h
% o5 \; N' [, c2 ^' h
金屬 |
e3 ^$ x6 Z9 ^0.5 - 2.0 (0.02 - 0.08) | ) H W0 G1 z( T8 g) Y: N0 Y$ L
0.5 - 2.0 (0.02 - 0.08) | 9 K: v4 R. T' v
0.6 - 2.5 (0.025 - 0.1) |
$ e8 k- h# T- F7 M( ?6 l0.5 - 2.5 (0.02 - 0.1) | ' K) H7 t7 ^$ u9 f' h9 q2 g* Z
0.4 - 2.5 (0.015 - 0.1) |
, s+ t# W. @& U0 m) j+ ^( l0.05 - 10+ (0.002 - 0.5+) |
$ h2 Q% X8 z/ P& u* @4 h+ }" q* m5 ]+ h6 G
有色金屬 | 6 f) M3 k* a2 d" C
0.5 - 2.0 (0.02 - 0.08) |
% w2 g% W& Q' T2 t0.5 - 2.0 (0.02 - 0.08) |
! u0 j# @3 f& S3 z2 x! U+ a/ [9 t0.6 - 2.5 (0.025 - 0.1) | 1 L& [' C5 _4 _! C- y) n! J
0.5 - 2.5 (0.02 - 0.1) |
0 s H; u( x0 a0 ?8 r) |0.4 - 2.5 (0.015 - 0.1) |
1 i1 H3 m! b8 s/ I0.05 - 10+ (0.002 - 0.5+) | $ Q! T1 D7 D/ q9 T
' q$ u% }: _# @! T/ ~
自熔合金 |
1 L- S$ j! C! A7 a+ S c S" K--- |
5 c& K8 x# J' L" h7 U- i' G0.4 - 2.5 (0.02 - 0.2) |
, Z" q) R9 \( E" X; Y& |) w0.4 - 3.8 (0.015-0.15) |
' R* ?4 K7 {4 C* f) Y, W--- |
- |: p/ S* c% l! u0 p--- | 7 ]& ?5 e; s3 Z/ q! q, m
0.1 - 15+ (0.004 - 0.6+) |
, \. v6 C m7 z/ h& u- D h3 [- G2 a/ I H$ F, {7 ?+ l! T5 ]
陶瓷 |
' T2 M* n' y. y6 u--- |
' X6 v& \, @$ r' E0.4 - 0.8 (0.015 - 0.1) |
) i6 R+ Q8 _; {* W% m--- | \8 Y6 i; R- Y: T# `/ {! Y( l" s. D
--- |
% p) C* I& ?: f2 F: ?8 v; [$ j% Z(0.4 - 5.0 (0.015 - 0.2) | ) s0 v3 n s. K2 l
0.05 - 10+ (0.002-0.25+) | - b% `/ S* e9 m& o5 m7 F
5 K% x7 J+ O' H! Q( q( C# }1 N& M
碳化物陶瓷 |
{: r' F. b9 h5 X--- | 9 e" x% B) v+ y1 m/ _2 r
0.4 - 0.8 (0.015 - 0.1) |
+ v% o% B3 e n, {" ~0.4 - 5.0+ (0.015-0.2+) |
4 f6 R, P) I& n: L8 X$ b3 ?- ?--- |
+ j& q& @- A2 j' f j: I$ s(0.4 - 5.0 (0.015 - 0.2) |
. h- ~; u% o7 T7 k f* ]0.05 - 10+ (0.002 - 0.4+) | # ^/ G8 ]+ O6 Y3 u+ a5 R" c4 a
* 自熔性涂層(2) 超音速火焰噴涂
; G- F" K. ?" V( Q' C** 非自熔性涂層(1)可控氣氛下的噴涂
# e0 c3 s6 k7 V0 Z! z7 `熱噴涂設備的主要組成部分
4 B0 i+ N9 a) q8 I2 {+ h7 T- x
9 ^' y) \; o. o3 o9 s 9 t0 l) S! q/ E% g" a5 u
|