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什么是热喷涂
. F# s! p5 R( @! ccccc热喷涂是指一系列过程，在这些过程中，细微而分散的金属或非金属的涂层材料，以一种熔化或半熔化状态，沉积到一种经过制备的基体表面，形成某种喷涂沉积层。涂层材料可以是粉状、带状、丝状或棒状。热喷涂枪由燃料气、电弧或等离子弧提供必需的热量，将热喷涂材料加热到塑态或熔融态，再经受压缩空气的加速，使受约束的颗粒束流冲击到基体表面上。冲击到表面的颗粒，因受冲压而变形，形成叠层薄片，粘附在经过制备的基体表面，随之冷却并不断堆积，最终形成一种层状的涂层（见图1、图2）。该涂层因涂层材料的不同可实现耐高温腐蚀、抗磨损、隔热、抗电磁波等功能。自1908年瑞士工程师Max Ulrich Schoop发明热喷涂以来，该工艺得到不断完善和发展。今天，热喷涂作为一项高科技工艺已广泛应用于航天、汽车、能源、钢铁、冶金、造纸、机械维修、市政建设等诸多领域。在中国，热喷涂还是连续四个"五年计划"推广的科学项目。 ) z- b J. ]+ d6 Y7 `3 R
图1.
" N# P( A4 P) y" C2 Z- [ A' M
3 f; [- M- {; `" y. J& x# j9 ^! k - W( k: W; [$ b B- v# O
图2.
6 m3 ]6 w! i9 i6 O3 _/ k
/ ^' i' B% S4 e+ a. S3 L: p 2 u) f" U7 J7 L H& p
cccc在工程、机械的表面领域，热喷涂技术是最有效、最省钱和最直接的增强表面功能和工艺参数的方法。能够通过热喷涂手段改进和提高的表面种类几乎是无限的。通过喷金属、陶瓷、合金、重熔等等工艺手段，工程表面的功能概念得以延伸。
* U" A5 V* S ?% c, t ecccc可选择多种多样的热喷涂设备和方法，无论是手持的或是装在机器上的。热喷涂的工艺也涵盖各种选择：火焰粉末喷涂、火焰线材喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂、可控气氛下的等离子喷涂、真空等离子喷涂等。
4 o' \8 D. b. Y& |. ^) ]6 M0 tcccc很多行业都在采用热喷涂工艺提高设备或零件的使用寿命、改进表面工艺参数以及降低生产和维修成本。热喷涂的功能包括： ) {- a t0 G. ^2 S% ~
$ b9 c+ W7 @+ l1 Z7 c8 N
- 抗磨损
$ [6 I) |3 J* |0 Z9 D6 B8 b
- 抗腐蚀
0 L3 H+ d6 N- a: Z, z
- 间隙控制 # {, L: K( E, }5 e
- 控制流体环境
, V( ]7 e! E+ @. j0 a- z
- 热障
% ^3 [( A8 u) |4 j& {* F
- 恢复尺寸
- ]! _0 D$ D' M! k5 M
- 改变导电性
5 W6 A& x( J1 Z" Z% @7 I# \
各种热喷涂工艺的比较 1 N+ q1 q- w0 c. C Z
. H% ^* g9 {2 ~: C: d6 U* J' i8 X9 Q8 g& f
7 b1 ]6 k) ~1 E! U
0 _8 x$ s( l9 }+ n: }. I; T. n, v! ^' ^5 a2 ]/ G
| 涂层类型 |
$ Q2 N! A/ I* j/ G* u* g火焰线材喷涂 |
3 Z* Y+ X1 N6 N- W9 D火焰粉末喷涂 | 3 j9 u- h& w( i$ N
超音速火焰喷涂 |
! @' f$ N4 X4 _4 _, O1 O. ?电弧喷涂 |
9 b% s7 L% N, A3 g5 a- `8 J _ O0 u等离子喷涂 |
$ M7 y6 {% I' V8 ^低压或真空喷涂 |
, u. @$ O# B5 J. H$ U9 p
( k5 v6 H, [3 D8 _0 P$ b5 F|
1 L2 E# y& M% c: Y 气体问度 103 oC (103 oF) |
6 p7 _: N: v7 {; O+ N8 F$ x \+ M" D, R+ Q( ^1 @5 }2 j& `& @) d* ]
| 全部涂层 | G f" a* ~0 l+ F1 W: S
3
(5.4) | 6 l& X) ?3 m# T( A% i
3
(5.4) |
2 x6 f7 }( z- j9 G+ _. f/ @" O6 u+ t2 - 3
(3.6 - 5.4) | ( `: L* t7 x9 R
N/A | % S- R) F' O' r+ [5 m
12 - 16
(21.6 - 28.8) |
9 [+ Q; `. ~- N$ w9 f, {( R10 - 80
(18 - 144) | , G! F( u/ P" Y5 M
- b/ c( x# P+ B/ B
|
( [# A8 x# I F) i. X 结合强度 MPa (103 psi) |
* X0 F! ?5 n9 G' g6 Q; K6 o9 K! [8 d. {$ ]0 V. C$ r2 @( g
| 金属 |
1 g. o1 ^6 b, z5 M+ I6 V14 - 28
(2 - 4) | 2 o# C A& J3 x1 C$ } a
14 - 21
(2 - 3) |
! u' H6 J# a( F$ e5 Z% C" O48 - 62
(7 - 9) |
/ o9 i6 m" i# V0 l3 Q28 - 41
(4 - 6) |
! o J V. Q1 q# i" O4 }22 - 34
(3 - 5) | ) x( D3 |4 j0 u$ M; z
100 - 400
(14 - 57) |
4 U. u' G/ W s p4 {/ i) ~0 K; f4 t# n! e. b3 m: q: E
| 有色金属 |
1 F! W3 a" m2 a$ w0 ?0 Y. ^7 - 34
(1 - 5) | : O8 u _8 `. X7 P* P/ R) j
7 - 34
(1 - 5) |
3 S# L- G+ \, J, G4 [& x$ `: U48 - 62
(7 - 9) |
/ ?$ n' C& U; n V14 - 28
(2 - 7) | 3 }" e8 V/ l% j2 d
14 - 28
(2 - 7) | 4 z6 ^& g$ }( x7 k
400 - 750
(57 - 107) |
9 t8 o2 h7 [+ g5 d
: ]' g0 E) \ c: ~( B| 自熔合金 | - Z( W- w6 `* L9 Y$ J# |& X
--- |
* C7 R% y% Q* S( \1 T9 H' h6 @) N/ ^83+ (12+) |
5 `/ l9 I6 A+ w# H62 (9)** | 4 k2 t; n, P \0 j3 z
--- | 7 L) U2 q: B3 O8 E
--- | 0 l2 ?( v& K" B" C1 Z2 N: d
--- |
& W7 x2 S3 V6 a a# I+ L6 \, g9 r; `7 W
| 陶瓷 | " [& ~5 F9 ^. n2 ^
--- | & ^& R7 v2 ?2 A" Z" x
14 - 32
(2 - 5) | $ _# O% ]! ^8 d& G7 E
--- | 0 l, w. j; b3 w! @; \' u
--- |
4 O: q6 ~, }# {. F21 - 41
(3 - 6) | 3 I. ?: a( d; n7 J! J
25 - 55
(4 - 8) |
3 {& v5 O a2 a" @0 K' M% z8 s- b: S# Q' C8 [
| 碳化物陶瓷 |
* l" O: H, f, I+ Y- ~6 X/ D--- | 7 L& B) H1 q8 w d7 y% a4 C
34 - 48
(5 - 7) | 8 j8 R8 X5 L# U: U5 S& Q R6 ?
83+
(12+) | 4 J* Y/ y. \0 v/ k" b' d2 z
--- |
1 p) p% x9 T- X9 ]2 @55 - 69
(8 - 10) |
; @2 R: e" V8 s$ x500 - 100
(9 - 14) |
: P% G. c3 x/ F2 } v% h6 K) }/ D! w
| ! |# {0 \( w" o3 I* q
致密度, % | # ~: {4 U- f$ t3 _/ \0 w6 T/ r
+ ` g( X$ c: ]4 G5 k
| 金属 |
- ?! Q4 b [7 |+ q2 b85 - 90 | % ~; Q y" E6 y7 `* H1 o: H
85 - 90 | ( z, A5 J7 N% ~9 Y* G+ b
95 - 98+ |
# w) {' ~+ x; J' b& s! N2 p4 B' y85 - 95 | 0 B+ {6 Z1 q4 P- B
90 - 95 | " [$ Z2 t b7 V9 ~+ W. E
97 - 99+ | / J9 Y5 }3 x2 w+ N* \+ o
7 Y e0 `6 e+ n: n* o
| 有色金属 |
. a5 i$ r* h9 d7 A85 - 90 |
; a/ `. I0 a. c" z, r) D; ~85 - 90 |
0 ^, C3 e2 s9 |3 H' g95 - 98+ |
. W3 z0 i( y; l% P6 V* v: A7 q85 - 95 | - X! A# l& |& G/ ]! b0 T5 C
90 - 95 |
3 B/ _7 V2 w& z5 X97 - 99+ | 3 ]1 ]6 h" q! e6 Z w& p7 }
' K$ t/ q3 u( m. s
| 自熔合金 |
2 f! c% G6 p! l--- |
/ z) y- O5 ~* `100* | $ h6 Y$ `( U' ~/ N& N$ C
98+** |
& O5 j! P- ~/ {6 {--- |
# r& c: F4 h. x--- |
$ C# G; m4 R' `" _--- | ( l0 Z3 o' E9 ^! f
! c3 I* F6 q% O% w| 陶瓷 | $ D- Y* @4 C# Q
--- | & h" X" M* r; H: [/ u X) g
90 - 95 | $ u2 [+ j! a- v0 a. ?
--- |
2 _, w- l% P+ G- M4 B3 j% H--- | , m8 h- N) @' L7 p- Q+ m. M
90 - 95+ |
& r# x! l- s @: _95 - 98 |
6 ?* I% b/ k* s9 W3 a, I" j2 p0 D
| 碳化物陶瓷 | / J( j8 a) |* } \; b
--- |
8 ^ e- y. F, Z& s3 U85 - 90 | 2 y( _9 G% s7 w/ B
95 - 98+ | % I( a& I3 i7 | ]$ m
--- |
9 L, m! z0 l4 e. U90 - 95+ |
3 `* P5 J* A" {2 _95 - 98+ |
& S7 h" y5 m2 f0 g0 _9 ^
W3 S9 l. e7 w; ?; f& g| 6 }0 x2 {6 Y: j% w1 C' L' p/ W
硬度 | : b/ N; C$ @# M- r5 t% F5 u
/ d! c6 n0 `- [# d5 B) {
| 金属 |
+ b! V& k- n2 o8 [3 u/ J x7 W84Rb-35Rc |
- o/ Z, b9 u2 w80Rb-35Rc | , t T! b% \% q% ^% \/ F0 s# x* a
90Rb-45Rc | * Z6 F0 `/ h l2 m) W0 C
85Rb-40Rc | 8 @7 p8 j9 M8 O6 v2 B
80Rb-40Rc |
# Z j3 I, n4 i6 P. c$ w Z30Rc-50+Rc | ' B7 M' H2 |4 N+ f4 f
6 ?; b9 }' S8 f
| 有色金属 | ' K' F0 I6 ?1 J. `1 P
95Rh-40Rc |
% ^# \6 }$ y3 N3 _. L! R30Rh-20Rc |
- T% |2 j6 O2 M6 F E100Rh-55Rc |
$ i2 I+ `* D1 c5 ?- `2 m3 y40Rh-35Rc |
# G! ?- ]' s5 @& ^" I4 m40Rh-50Rc |
) P' e5 J1 y0 [, C; Y45Rc-55Rc | - _7 d- H) U+ v4 K
9 ?/ Q" y$ U$ x _6 r+ x| 自熔合金 |
0 U w) q# X4 V! J1 I) Y! _--- |
- B) f: M6 o5 v1 C30 - 60Rc | : p# M$ {9 j' \0 T* y
50 - 60Rc |
/ L ] s: q+ | ?- ~2 Q--- | : D: X! \0 n/ Q' Q( l3 i
--- |
1 O l/ Q9 D+ |) G+ { G--- |
, e M. r9 l" k% v4 L& h. a& Z8 G/ |- n& T2 O7 X
| 陶瓷 | 1 ~, h$ l7 e; n; L) w% C8 Z. d) w5 p
--- | 3 t; @# B/ U* D* J; \3 i
40 - 65Rc | , x- R ]% K, G; O
--- | / k/ S8 M, g# v
--- | * C; I! u* T) J/ m" M/ o
45 - 65Rc | . M1 X) R+ i$ L }$ s/ E9 U
50 - 70+Rc | : K4 v8 f, [3 P* e F
+ l) p7 y+ M0 n, C* E7 D0 P* v) l| 碳化物陶瓷 |
7 C4 W6 h- ?/ q$ l3 h* Q--- | . y# H8 {' Z/ O! c0 `# i1 F+ V
45 - 55Rc | 9 j% S' ^% Q1 H6 d, G: o j
55 - 72Rc |
+ | f1 a* A% t v--- |
2 G9 s K$ |9 ?1 y7 l C50 - 65Rc | ( m6 N) c7 m6 K K* j O5 |6 y
50 - 70+Rc |
r3 B1 [* O8 G @& ~: o! H$ Q0 @8 t* G& h( h5 a2 c0 t1 h
|
7 K: R/ v% ?% K+ {3 `# L 渗透性 |
9 G% U& L# z6 F8 u& [+ L- ^& N+ z2 y! e
| 金属 | ! H9 v: L, @* X) j) d+ ~
高 |
& ~* F% f! a4 H8 j1 h) P* f: v/ h中 | % I2 G8 l) j b8 s6 S
极小 | 8 y1 G5 K0 x* K H
中 | 5 b/ Q1 l; \' Z( p7 v+ \1 @ M
中 | 5 a7 B9 o1 C6 v. Z7 G0 M5 b1 v
无 | 9 r8 {& @" l% X; s$ f
- s* `# q4 q; g: e+ E$ M, [
| 有色金属 |
$ [% c1 ~8 g% Q- o/ \! X高 | 8 ~8 C$ {0 f7 A' I. f; g. ~8 z" L
中 |
: T" I0 I/ T+ K; m0 F, X/ L极小 | . }, o& }( K5 z9 Q
中 | ( @: T& \' f4 h7 g; \, y" ^
中 |
4 F. {( x; d1 o k* D. ~) J无 |
+ Z! t/ |& ]( ~% ?' @: D( J# p! }- f& E" @7 i
| 自熔合金 | & T$ r! }; V- \( D+ j3 ?6 k
--- |
9 R2 A2 j* V! i6 g' N无 |
3 b% r5 T$ l3 I O+ H2 N极小 | # \+ {1 @' c2 h$ p7 p7 W6 x6 x
--- |
1 z! `8 I s8 k, l--- |
, @2 b. z3 \ e1 t--- |
! I7 L/ S) ~8 u9 a
4 P" w& Y: ~ q7 @9 _6 F| 陶瓷 | % r2 ?; L1 Z0 t! J
--- | ' N) e& ?" Q3 \5 C, m2 Z- J$ ~/ R
中 | 2 V' d; U( s( l; ~1 G$ p i: o
--- |
8 _- T5 H; Q7 `$ j7 q9 ?3 y--- |
3 D$ Q6 k! E: s; _偏小 | & V) t& S0 H" C7 ~' d
极小 |
. P, D) t2 L' S6 U- |
+ B7 ?8 O H% X. ~| 碳化物陶瓷 | # J3 W- A) n1 g: v
--- | % ]( R" z+ M+ P
中 |
8 f6 E5 a( m, w) `7 z极小 | ; }. B- k- ~) I* }; ^
--- |
. t9 _6 S! Z: s# x) E, Y偏小 |
6 X% m2 N0 g6 Y, n* m0 Y极小 | % w2 p1 d4 c/ W5 }+ A7 S+ m; D' W: T, s
0 c5 m; I' b; n) l3 C1 A0 o: l| & E X2 _4 H8 Y: _/ C& j9 ~1 U
涂层厚度限制 | . n. e, ^7 a" E( D0 r' L4 e
; Y0 M6 ]( Q( @1 |9 L' @' X. L
| 金属 |
7 j$ P5 `$ n5 J0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) |
9 y1 [, D; N% [/ i5 h& m0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) | ' E2 v* o, ?: R
0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1) |
o! F. { d3 R! B. n* D0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1) | ( k+ Z) I' h: u" j
0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1) |
! M. Y9 v/ ^; D8 E: f! C( [* K0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+) |
/ r1 S& N) q" z$ J! k- d5 g
4 X1 S1 [2 p$ e7 R| 有色金属 | + ^- o' ~1 U' i3 d( b: \
0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) | 3 a/ _2 }3 P' q; c. U" v5 ~9 c: L: C" r
0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08) |
6 b+ Z1 B2 z* e2 S- z/ L+ Q1 t0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1) | % x+ }' _2 ?+ |6 P7 n8 F4 g+ R) z
0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1) |
: P- v% s* F0 Z- H9 @9 O) n+ q2 U0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1) |
6 E5 [3 W2 G7 p& \- V) k3 L0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+) |
% c7 i. S$ H, G* l9 X6 F' C: y6 B$ T$ y5 B
| 自熔合金 | ' ~9 x0 A2 f. W3 ^3 f7 _( ^0 R
--- |
0 l+ s( Q0 f, X0.4 - 2.5
(0.02 - 0.2) |
3 }5 Y$ i* E4 x* S$ \3 `( D R+ ?0.4 - 3.8
(0.015-0.15) | - [+ h/ E5 R2 F; Z% m* X! N
--- | 6 i8 O" R" O @ O
--- |
' h, L9 P6 Q; S0 q8 l. v0.1 - 15+
(0.004 - 0.6+) |
: L! d5 h7 i f/ J( e3 F& y. y
2 [. g+ }: r. S9 B! h| 陶瓷 | ' a+ [6 D4 m% n4 P
--- | 9 {1 X6 T) _2 ]$ a
0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1) |
5 q: e7 f4 u8 |8 n d--- |
! R! _7 o- w m( S6 Q. ]--- |
, z* e% ~ m" r* _% v5 v(0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2) | + r6 ~) Y: p; S9 D, S' y
0.05 - 10+
(0.002-0.25+) |
0 E$ V0 j1 @* ]2 T! ?, d0 z6 d$ A) g2 H7 H, u$ r( |
| 碳化物陶瓷 |
4 M" Z/ _6 Y0 @- V8 b--- | + o; H7 N! w! d' I+ T: m- r
0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1) |
/ n' W9 H" G4 |( N0.4 - 5.0+
(0.015-0.2+) |
2 L4 [7 N& D8 y% i0 u--- |
% u5 j& |3 c# i7 @ W% t(0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2) | $ J& A8 P: l0 K8 I
0.05 - 10+
(0.002 - 0.4+) |
8 w6 `7 k' G$ M9 G4 k* 自熔性涂层(2) 超音速火焰喷涂
7 J4 Q" R& p# Q; }7 L** 非自熔性涂层（1）可控气氛下的喷涂
: D% R4 x0 {& ~6 O热喷涂设备的主要组成部分
% O7 i( r2 B0 H& N/ Z
, v% H+ i" x% i
$ |* w8 u; e1 d4 E |
发表于 2006-8-22 22:22:41
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伸手党/灌水/看不懂
发表于 2006-11-3 11:17:21
