热喷涂技术简介
表面处理第十一讲热喷涂
热喷涂层的机械性能
热喷涂层的硬度
硬度是热喷涂层机械性能的重要指标之一。 硬度高的涂层具有更好的耐磨性和耐腐蚀性 ，但同时也可能较脆。因此，在选择热喷涂 层时，需要综合考虑其硬度与其他机械性能 的关系。
热喷涂层的韧性
韧性是热喷涂层在受到外力作用时抵抗开裂 和剥落的能力。良好的韧性可以提高涂层的 抗冲击性和使用寿命，特别是在承受交变应 力的场合。
特点
热喷涂技术具有适用范围广、涂层种 类多、涂层性能优良等特点，能够满 足各种不同的表面处理需求。
热喷涂的应用领域
航空航天
用于飞机和航天器的发 动机部件、结构件和功 能件的表面强化和修复
。
能源
用于燃气轮机、蒸汽轮 机等能源设备的耐磨、 耐腐蚀和隔热涂层的制
备。
汽车
用于发动机部件、车身 和底盘的防腐、隔热、 耐磨和装饰涂层的制备
02
环保型喷涂气体
开发环保型喷涂气体，如惰性气 体、还原性气体等，减少对大气 的污染。
03
废旧涂层的回收与 再利用
研究废旧涂层的回收技术，实现 资源的有效利用，降低对环境的 影响。
06
CATALOGUE
热喷涂案例分析
航空航天领域的热喷涂应用
飞机发动机热端部件
热喷涂技术常用于飞机发动机热端部件的表面处理，如涡 轮叶片和燃烧室，以提高耐高温、抗氧化和抗腐蚀性能。
纳米材料
纳米碳管
具有出色的导电、导热性 能，可用于制备功能性涂 层。
纳米氧化物
具有优异的耐腐蚀、抗氧 化性能，可用于制备防腐 、抗氧化涂层。
纳米陶瓷
具有高硬度、高耐磨性， 可用于制备硬质、耐磨涂 层。
03
CATALOGUE
热喷涂技术
热喷涂技术简介热喷涂技术是一种常用的表面涂覆技术，通过高温喷涂设备将涂料加热至液态或半固态，通过喷枪喷射到被涂料表面，形成均匀的涂层。
热喷涂技术广泛应用于工业领域，例如航空航天、能源、汽车等行业，凭借其高效、可靠和灵活的特点而备受青睐。
热喷涂技术主要涉及两个关键部分：喷涂设备和喷涂材料。
喷涂设备包括喷涂枪、喷涂机和涂层预处理设备等。
喷涂材料包括粉末状材料和线材等。
粉末状材料：金属粉末、陶瓷粉末等，线材：合金线、焊芯线等。
热喷涂技术的分类热喷涂技术根据喷涂材料和喷涂方法的不同，可以分为几种主要的分类：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和高速喷涂。
火焰喷涂火焰喷涂是最常见的一种热喷涂技术，通过喷枪燃烧混合气体产生火焰，并将粉末状材料喷射到被涂体表面，然后快速冷却固化形成涂层。
火焰喷涂技术简单、成本低且易于操作，广泛应用于防腐、耐磨和绝热涂层等领域。
电弧喷涂电弧喷涂是一种采用电弧作为热源的热喷涂技术，具有高温高能量的特点。
通过直流或交流电弧将金属电极熔化，然后利用气流将熔融金属喷涂到被涂体表面，形成涂层。
电弧喷涂技术适用于涂层的增厚和修复，例如修复零部件的尺寸误差。
等离子喷涂等离子喷涂是一种应用等离子体作为热源的热喷涂技术，通过离子化气体生成等离子体，并利用等离子体高温将粉末状材料加热熔化，然后喷射到被涂体表面，形成涂层。
等离子喷涂技术可以利用等离子体高温高能量的特点，改善涂层与基体的粘结力。
高速喷涂高速喷涂是一种喷涂速度较快的热喷涂技术，通常涉及喷涂速度超过300m/s。
高速喷涂技术通常采用喷射粉末或线材的形式，通过气流加速喷射材料，使其迅速冷却并形成均匀的涂层。
高速喷涂技术适用于涂层的修复和材料的表面改性等领域。
热喷涂技术的应用热喷涂技术在工业领域有着广泛的应用，下面将介绍一些主要的应用领域：航空航天领域热喷涂技术在航空航天领域用于制造发动机涡轮叶片、燃烧室、燃气涡轮和航空发动机喷管等零部件的涂层。
这些涂层能够增强零部件的耐磨、耐腐蚀和热阻等性能，提高航空发动机的工作效率和寿命。
第八部分热喷涂
电源 冷却水
工作气体
控制 设备
送粉 气体
粉末
送粉 设备
喷枪
等离子喷涂设备示意图
等离子弧喷涂枪示意图
粉末
绝缘套 冷却系统
喷嘴 前枪体
火焰喷涂
以气体燃烧热为热源，将金属丝或粉末熔化并雾化而进行的 喷涂。 1. 线材火焰喷涂 2. 粉末火焰喷涂
线材火焰喷涂装置示意图
8 7 3
6
5
火焰喷射枪剖面图
7
6
8
5
9
1
1.燃料气(C2H2),
2.助燃气(O2),
1
3.气体流量计,
4.压缩空气,
2
5.空气过滤器,
6.空气控制器,
7.线材控制装置,
送丝 装置
丝盘
压缩气体
电弧喷涂原理示意图
电源：V = 40V，I = 100-400A 平的伏安特性。
电弧喷涂枪， 送丝装置， 气体压缩机。
电弧喷涂丝材主要有Al, Zn, Cu, Ni, Mo等及其合金，以及碳钢、 不锈钢等。
1.空气接头 2.手柄开关 3.喷枪体 4.导电嘴 5.金属丝 6.挡弧罩
rw- 蒸馏水的密度 rz- 涂层材料的密度 rc- 金属丝的密度 rv- 凡士林的密度
思考题
1、什么是热喷涂？其工艺选用的基本原则。 2、什么是等离子体？ 3、等离子喷涂的基本原理。
d
P
涂层结合强度(sb)
sb = 4P/pd2
涂层 试样之固定部分 试样之活动芯棒 支撑
热喷涂技术
热喷涂技术热喷涂技术是一种广泛应用于工业领域的表面处理技术，它通过将熔融或热喷涂材料喷射到基材表面，形成一层覆盖层，以提供保护、表面修复或改善材料性能的效果。
热喷涂技术具有许多优点，如高效、耐久和易于操作，已经在许多行业中得到广泛应用。
热喷涂技术的基本原理是将金属、合金或陶瓷等材料加热到熔化温度，然后通过喷枪或火焰将其喷射到待处理的表面上。
材料在与表面接触时会迅速冷却和固化，形成一个致密的覆盖层。
通过选择不同的材料和工艺参数，可以实现不同的功能和性能要求。
热喷涂技术的应用范围非常广泛。
在航空航天领域，热喷涂技术被用于修复和增强发动机部件和涡轮叶片的表面。
通过喷涂耐高温、耐腐蚀的材料，可以延长零部件的使用寿命，提高整体性能。
在能源行业，热喷涂技术可以用于涡轮机组和燃烧器的喷涂，以提高热效率和防止腐蚀。
此外，热喷涂技术还可以用于模具修复、化工设备防腐、汽车零部件修复等领域。
热喷涂技术具有许多独特的优点。
首先，它可以在不影响基材的情况下，为其提供保护和改善性能的效果。
这是因为热喷涂材料与基材的结合强度很高，能够有效地防止介质的渗透和腐蚀。
其次，热喷涂技术可以在材料表面形成高度致密的覆盖层，提高材料的硬度、耐磨性和耐蚀性。
另外，该技术具有高效和灵活的特点，可以根据不同需求选择不同的喷涂材料和喷涂工艺。
热喷涂技术主要有以下几种类型。
首先是火焰喷涂技术，通过燃烧混合气体产生高温火焰，并通过喷嘴将粉末材料喷洒在待涂层表面上。
火焰喷涂技术适用于大面积涂覆和大型部件处理。
其次是等离子喷涂技术，利用等离子喷射产生的高温和高速气流将材料喷涂到基材上。
等离子喷涂技术在提高涂层附着力和密度方面具有优势。
此外，还有电弧喷涂、高速喷涂等不同的喷涂技术。
热喷涂技术在实际应用中需要考虑一些关键因素。
首先是喷涂材料的选择，材料的性能直接影响到喷涂覆盖层的质量和性能。
其次是喷涂工艺参数的优化，包括喷嘴间距、喷涂距离、气体流量等。
合理的工艺参数可以确保涂层的均匀性和附着力。
7.4热喷涂技术
二）应用范围 1、机体等壳体类零件，油箱等薄板件和电瓶等非金属制品 破裂的粘补； 2、铸件砂眼、气孔的粘补； 3、离合器、制动带摩擦片的粘接，以替代铆接；
4、连接面的密封、堵漏；
5、可做为绝缘及防腐涂层； 6、零件表面磨损、划伤的修复； 7、零件表面腐蚀的修复。
一）胶接的特点 优点： 1、不受母材的影响，可连接和粘补各种不同的金属材料 和非金属材料，并不受形状和尺寸的限制； 2、接头应力分布均匀，避免因热影响区所引起的变形损 坏缺陷； 比焊、铆、螺栓连接的疲劳强度高十多倍，且能吸震、阻 尼振动。 3、可节省紧固件或焊条金属，减轻连接重量； 4、粘接表面平整，具有良好的密封、耐水、耐腐蚀和绝 缘性能； 5、粘接工艺简单，操作简便，不需复杂设备，成本较低。
2、有机胶按其胶接接头的受力情况分 1）通用胶： 常温固化，综合性能好；
2）结构胶： 强度较高，能承受较大载荷；
3）特殊用途胶： 导电，耐高、低温和密封。 另外，还可按包装、固化温度、使用温度等分类。
Hale Waihona Puke 二、粘接基本原理 粘接是靠胶在被粘接件之间的机械、物理及化学作用而进 行连接。要使粘接牢固，粘接处胶层必须有足够的内聚强度， 胶层与粘接面间则应有足够的粘附强度，才不致产生破坏。 1、粘接的破坏形式 内聚破坏、粘附破坏和综合破坏。
硼、硅的作用 氧-乙炔喷焊是采用子熔性合金粉末材料。所谓子熔性主要 指在案合金粉末中加入硼、硅元素，其作用是： 1）降低合金熔点 2）增强合金的子脱氧作用
3）提高合金的浸润性
4）提高合金的硬度 根据合金粉末的基本组成元素，自熔合金粉末可分为： 镍基、钴基、铁基以及碳化钨弥散型四大类。
热喷涂技术
热喷涂技术热喷涂技术是一种涂覆工艺，通过热能的作用将材料喷涂到基材表面，形成一层保护层或者修复层，以增加基材表面的性能和延长其使用寿命。
这项技术在各个领域都有广泛的应用，特别是在航空航天、能源、冶金和汽车工业等领域。
本文将详细介绍热喷涂技术的原理、种类及其应用领域。
热喷涂技术的原理主要是利用高温喷涂材料的熔融态，通过燃烧燃料与氧气生成高温火焰，使喷涂材料熔化并以高速喷出，然后迅速冷却成为固体颗粒，附着在基材表面形成一层涂层。
这种涂层可以增加基材的硬度、耐磨性、防腐性和耐高温性能，从而提高基材的使用寿命和稳定性。
热喷涂技术的种类较多，常见的有火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂和高速气体喷涂等。
其中，火焰喷涂是最早应用的一种技术，它通过火焰燃烧喷涂材料，能够涂覆各种金属、陶瓷和合金等材料。
等离子喷涂是利用等离子体的高温特性进行喷涂，具有较高的沉积效率和喷涂质量。
电弧喷涂利用电弧放电产生的高温熔融液滴喷涂，可以喷涂高熔点的金属和合金。
高速气体喷涂是利用喷嘴将液态喷涂材料加热、加速喷出形成颗粒状，在基材表面形成涂层。
这些不同的喷涂技术适用于不同的基材和应用领域，可以根据具体需求选择适合的喷涂技术。
热喷涂技术在航空航天领域有广泛的应用。
航空发动机的涡轮叶片、燃烧室和燃气涡轮等部件需要具备高温、高压和高速等工作条件下的良好性能，使用热喷涂技术可以在基材表面形成陶瓷涂层，提高其抗高温、耐磨、抗腐蚀和疲劳寿命等性能。
此外，航天器的外壳和隔热材料也可以使用热喷涂技术进行涂覆，以提供更好的保护和绝热性能。
能源领域是热喷涂技术的另一个重要应用领域。
在火电厂中，热喷涂技术可以用于高温炉膛的涂层保护，耐高温的陶瓷涂层能够提高炉膛的寿命和热效率。
在核能领域，热喷涂技术也能够用于涂覆核反应堆容器和管道等部件，增加其耐高温、抗辐射和防腐蚀能力。
此外，太阳能和风能等可再生能源设备的叶片和涡轮也可以使用热喷涂技术进行涂覆保护，提高其性能和寿命。
热喷涂技术及其在材料领域的应用
热喷涂技术及其在材料领域的应用热喷涂技术作为一种先进的表面技术，已经在各个领域得到了广泛应用。
该技术将材料加热喷涂到基材表面，通过化学物理反应形成涂层，具有防腐、耐磨、隔热、隔音等特性，被广泛应用于航空、航天、工程机械、汽车、电子等行业领域。
本文将总结热喷涂技术的一些基本概念和在材料领域中的应用。
热喷涂技术的基本概念热喷涂技术是通过将熔化态或半熔化态的材料喷到基材上，将喷涂材料与基材结合在一起，形成涂层。
热喷涂技术分为三种：火焰喷涂、射线喷涂和反应喷涂。
火焰喷涂是将喷涂材料在火焰中加热融化，通过喷嘴喷出并与基材表面冷却结合。
射流喷涂是利用电弧或电极射流产生高温，将喷涂材料则经过熔化喷射，再在基材表面形成新层。
反应喷涂是在喷射过程中，通过化学反应来生成涂层的，相对于前两种技术，可以生成更厚的涂层。
热喷涂的材料常常包括金属、合金、陶瓷、玻璃、聚合物等。
热喷涂技术的应用航空在航空领域，热喷涂技术可以增强飞机结构的强度和刚度，提供耐热、抗腐蚀、防氧化等性能。
在发动机的高压涡轮中，热喷涂可以对叶片进行保护，延长使用寿命。
同时，热喷涂技术还可以在飞机的液压阀、液压管道和传动部分上形成保护层，减少磨损和碰撞损坏。
电子在电子行业，热喷涂技术可以提供防静电、隔热、隔音、导电性等特性。
例如，在太阳能电池板的背面上，可以喷涂一层导电涂层，以确保电池板受到充分利用，提高太阳能电池的效率。
同时，在手机、电脑等大量使用的电子设备中，热喷涂技术还可以用于防止某些塑料部件损坏，例如键盘按钮和鼠标轨迹球等，使它们保持其原因样子的同时，又具有一定的耐腐蚀性和耐磨性。
工业热喷涂技术可用于工业领域的各个方面。
例如，在工程机械制造中，热喷涂技术可以用于制造防护层，避免运输过程中腐蚀或受损。
在建筑领域，也可以利用热喷涂技术来加强防护能力，例如使用热喷涂的防水材料对外墙涂层进行保护。
汽车最后，热喷涂技术在汽车行业中也得到了广泛应用。
通过涂覆车体涂层，汽车可以具有高温和抗腐蚀等特性，同时也可以增强车体的强度和刚度。
第四章-热喷涂技术
2. 复合粉末
复合粉末是由两种或更多种金属和非金属（陶瓷、塑料、 非金属矿物）固体粉末混合而成。 按照复合粉末的结构，一般分为包覆型、非包覆型和烧结 型。
包覆型复合粉末的芯校被包覆材料完整地包覆着；
非包覆型粉末的芯核被包覆材料包覆程度是不均匀和不完 整的。
复合粉末结构示意图（Ni/Al为Ni包Al，余同）
7） 铅及铅合金喷涂丝
铅具有很好的防X射线辐射的性能，在原子能工业中广 泛用于防辐射涂层。 含锑和铜的铅合金丝材料的涂层具有耐磨和耐蚀等特性， 用于轴承、轴瓦和其他滑动摩擦部件的耐磨涂层。 但涂层较疏松，用于耐腐蚀时需经封闭处理。由于铅蒸 气对人体危害较大，喷涂时应加强防护措施。
8） 铜及铜合金喷涂丝
（6） 涂层与基体结合强度低。
15
4.2 热喷涂材料
4.2.1 热喷涂材料的分类和要求
根据热喷涂材料的不同形状，可以分为丝材、棒材、软线 和粉末四类，其中丝材和粉末材料使用较多。 根据喷涂材料的成分，可以分为金属、合金、陶瓷和塑料 喷涂材料四大类。
按涂层结构有纳米涂层材料、合金涂层材料、非晶态涂层 材料以及由这些材料复合构成的复合涂层材料。
5
2. 涂层的结构
涂层是由无数变形粒子互相交错堆叠 在一起，形成一层堆积而成的层状结构。 涂层性能具有方向性，垂直和 平行涂层方向上的性能不一致。
涂层中伴有氧化物等夹杂，存 在部分孔隙，孔隙率4％－20％。
6
Ni－Cr－B－Si火焰喷涂组织
涂层内有一定比例的孔隙，产生原因是：
（1） 喷涂角度不同造成的遮蔽效应； （2） 涂层材料凝固收缩时形成的空隙。 孔隙将降低涂层的硬度、耐磨性和耐蚀性。
表面涂镀层技术--热喷涂
喷涂层形成过程
1.喷涂过程
①喷涂材料的加热熔化
喷涂材料被加热达到熔化或半熔化状态
②熔滴的雾化
喷涂材料熔化后，在高速气流的作用下，熔滴
被击碎成小颗粒呈雾状；粉末无，线材,外加压
缩气流或热源自身射流
12/118
③粒子的飞行
细小的雾状颗粒在气流的推动下向前飞行，颗 粒获得一定的动能；先加速、后减速
④粒子的喷涂
在产生碰撞瞬间，颗粒的动能转化成热能付 予基材，并沿预处理的凹凸不平表面产生变 形，变形的颗粒迅速冷凝并产生收缩，呈扁 平状粘结在基材表面。
尺寸，几十微米~几百微米；
速度，几十~几百米/秒；
温度，熔点
碰撞，动能→热能；
变形成扁平状粒子，凝固
13/118
2. 涂层的形成过程
由不断飞向基体表面的粒子撞击基体或涂层表面 堆积而成
等离子弧—压缩电弧，弧柱细、电流密度大、电离度高 温度高、能量集中、弧稳定性好
三种形式： 非转移弧 阴极和喷嘴之间，工件不带电——喷涂 转移弧 工件接正极——焊接、切割 联合弧 喷嘴、工件均接正极 温度 中心30000K，出口15000-20000K 速度 出口1000~2000m/s，工件>150m50//s118
①涂层材料取材范围广 金属、合金、陶瓷、塑料、尼龙、复合材料等。 ②可用于各种基体
金属、陶瓷、玻璃、石膏、布、纸、木材等固体 ③可使基体保持较低温度、基材变形小
冷工艺30~200℃、不变形、不弱化 ④工艺灵活
可10mm内孔，也可大型构件；可大面积，也可局部； 保护性气氛，也可现场作业
9/118
⑤工效高、操作程序少、速度快 每小时几公斤~几十公斤
→ 燃烧室混合 → 爆炸式燃烧 → 高速通过膨胀管获得超音速
热喷涂技术简介
超音速喷涂旳特点
超音速喷涂原理示意图
超音速喷涂旳特点
超音速喷涂旳特点
①粉粒温度较低, 粉末颗粒在高温中停留时间短,在空气中暴露时 间短，所以涂层中含氧化物量较低, 具有较强旳稳定性，但只适于喷 涂金属粉末、Co-Wc粉末以及低熔点TiO2陶瓷粉末；
谢谢
丝材火焰喷涂装置
粉末火焰喷吐旳装置示意图
粉末火焰喷涂原理
粉末火焰喷涂原理示意图
爆炸喷涂旳简介
爆炸喷涂旳定义 利用氧气和乙炔气点火燃烧，造成气体膨胀而产生爆 炸，释放出热能和冲击波,热能使喷涂粉末熔化,冲击波 则使熔融粉末以700～800m/s旳速度喷射到工件表面 上形成涂层。
爆炸喷涂旳原理
爆炸喷涂原理示意图
电爆喷涂,感应加热喷涂,电容放电喷涂
火焰喷涂旳简介
火焰喷涂旳定义 把金属线或粉末以一定旳速度送进喷枪里，使端部在 高温火焰中熔化，随即用压缩空气把其雾化并吹走， 沉积在预处理过旳工件表面上。
火焰喷涂旳分类 线材火焰喷涂,粉末火焰喷涂。
丝材火焰喷涂装置
丝材火焰喷吐旳装置示意图
丝材火焰喷涂原理
丝材火焰喷涂旳原理示意图
粉末 氮气
火花塞
工件
乙炔气
氧气
枪管
超音速喷涂旳简介
超音速喷涂旳定义
燃料气体(氢气,丙烷,丙烯或乙炔－甲烷-丙烷混合气体等) 与助燃剂（O2）以一定旳百分比导入燃烧室内混合，爆 炸式燃烧，因燃烧产生旳高温气体以高速经过膨胀管取 得超音速。同步通入送粉气（Ar或N2），定量沿燃烧头 内碳化钨中心套管送入高温燃气中，一同射出喷涂于工 件上形成涂层。
热喷涂技术原理及应用
热喷涂技术原理及应用
热喷涂技术是一种将熔融或煅烧的材料喷射到被涂物表面形成涂层的
方法，主要通过机械喷涂、火焰喷涂和等离子喷涂等方式实现。
该技术具
有简单、快速、高效、易实施等特点，广泛应用于航空航天、冶金、化工、电子等工业领域。
1.加热原理：通过燃烧或电阻加热等方式，将喷射材料加热到熔点或
半熔状态，使其具有液态或半固态的物理性质。
2.喷射原理：通过高压气体或等离子体流体作为介质，将加热后的喷
射材料喷射到被喷涂的物体表面，形成涂层。
3.冷却原理：当喷射材料接触到物体表面后，快速冷却凝固，形成均
匀而紧密的涂层。
1.表面保护：热喷涂技术能够在被涂物表面形成一层坚硬、耐磨、耐
腐蚀的保护层，提高工件的使用寿命和性能。
2.涂料修复：热喷涂技术可用于修复损坏或磨损的表面涂层，恢复工
件的使用功能。
3.表面改性：通过选择不同材料和涂层结构，可调整涂层的表面形貌、化学成分和物理性能，实现对工件表面性能的改善与调控。
4.温度管理：利用热喷涂技术可制备出具有更好的导热性能的绝热和
散热涂层，用于温度管理和热障涂层的制备。
5.功能涂层：热喷涂技术可制备出各种功能涂层，如阻焊涂层、导电
涂层、耐磨涂层等，以满足特殊技术要求。
6.修饰美化：通过热喷涂技术，可在工件表面形成一层具有良好的光滑度和装饰性的金属涂层，提高工件的外观质量。
总的来说，热喷涂技术是一种常用的涂层制备技术，其应用广泛且多样化，具有改善材料性能、延长使用寿命、提高外观质量等优点。
随着科学技术的不断发展，热喷涂技术在新材料、新工艺、新应用等方面仍有很大的发展空间。
热喷涂技术介绍
热喷涂技术介绍热喷涂一、热喷涂介绍1、热喷涂是一种表面强化技术,是表面工程技术的重要组成部分，一直是我国重点推广的新技术项目.它是利用某种热源（如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等）将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。
2、热喷涂原理：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。
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。
3、定义:热喷涂是指采用氧—乙炔焰、电弧、等离子弧、爆炸波等提供不同热源的喷涂装置，产生高温高压焰流或超音速焰流，将要制成涂层的材料如各种金属、陶瓷、金属加陶瓷的复合材料、各种塑料粉末的固态喷涂材料，瞬间加热到塑态或熔融态，高速喷涂到经过预处理（清洁粗糙）的零部件表面形成涂层的一种表面加工方法。
我们把特殊的工作表面叫“涂层”，把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”，它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。
4、用途:这在高速气流的作用下使之雾化成微细熔滴或高温颗粒，以很高的飞行速度喷射到经过处理的工件表面，形成牢固的覆盖层，从而使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。
它可以在设备维修中修旧利废，使报废的零部件“起死回生”；也可以在新产品制造中进行强化和预保护，使其“益寿延年”。
5、热喷涂材料:喷涂粉末在整个热喷材料中占据十分重要的地位。
热喷涂技术的原理及工艺
热喷涂技术的原理及工艺热喷涂技术是一种将材料熔化或加热到高温状态后喷射到基材表面的涂层技术。
其原理是利用热能将涂层材料熔化或加热到高温状态，然后通过喷嘴喷射到基材表面，形成一层密实的涂层。
热喷涂技术主要分为两类：热熔喷涂和冷喷涂。
热熔喷涂是指将涂层材料熔化后喷射到基材表面。
常用的热熔喷涂技术包括火焰喷涂、电弧喷涂、电子束喷涂等。
在这些技术中，通过将涂层材料加热到熔点以上的高温状态，使其变为液态或半固态状态，然后通过喷嘴喷射到基材上。
喷涂材料在与基材接触时迅速冷却固化，形成一层均匀致密的涂层。
冷喷涂是指将涂层材料加热至未完全熔化状态后喷射到基材表面。
常用的冷喷涂技术包括高速喷涂、冷气喷涂等。
在这些技术中，通过将涂层材料加热至部分熔化状态，使其成为微粒状，然后通过高速喷射的方式将其喷射到基材表面。
喷涂材料在与基材接触时迅速冷却固化，形成一层具有良好粘结和结构致密的涂层。
热喷涂技术在工艺上通常包括以下几个步骤：准备材料、准备基材、预热、涂覆、冷却。
准备材料是指将涂层材料准备到需要的形态，如粉末、线材、条片等。
准备基材是指将待涂层的基材进行清洁、除锈等处理，以确保涂层能够良好地附着在基材表面。
预热是指将喷涂设备和基材加热到适当的温度，以确保涂层材料能够顺利熔化或部分熔化。
预热温度的选择取决于喷涂技术和涂层材料的特性。
涂覆是指将喷涂设备中的涂层材料喷射到基材表面。
喷涂时需要控制喷涂设备的参数，如喷涂速度、喷涂压力、喷涂距离等，以确保涂层的均匀性和致密性。
冷却是指将涂层材料在与基材接触后迅速冷却固化。
冷却时间和方式可以根据涂层材料和喷涂工艺的要求进行调整。
冷却完成后，涂层将具有良好的附着力和结构致密度。
热喷涂综述 一、热喷涂的定义 热喷涂技术,是采用某种高温热源,将欲涂
热喷涂综述一、热喷涂的定义热喷涂技术，是采用某种高温热源，将欲涂覆的涂层材料熔化或至少软化，并用气体使之雾化成微细液滴或高温颗粒，高速喷射到经过预处理的基体表面形成涂层的技术。
当热源的比能量足以使基体表面发生薄层熔化，与喷射的熔融颗粒形成完全致密的冶金结合涂层时，称为热喷焊，简称喷焊。
使用高温热源，如氧——可燃气体燃烧火焰、电弧、等离子电弧、激光束、爆炸能等，是热喷涂技术区别于其他喷涂方法和表面涂覆方法的主要特征。
不同热源的最高温度列于附表。
附表：不同热源的最高温度二、热喷涂技术的特点采用热喷涂技术，制备各种表面强化和表面防护涂层，具有许多独特的优点:(1)能够喷涂的材料范围特别广，包括各种金属及合金、陶瓷及金属陶瓷、塑料、非金属矿物等几乎所有固态工程材料。
因而能够制备耐磨、减摩、耐蚀、耐高温、抗氧化、绝缘、导电、催化、辐射、防辐射、抗干扰、超导、非晶态及生物功能等各种功能涂层；(2)能够在多种基体材料上形成涂层，包括金属基体、陶瓷基体、塑料基体、石膏、木材甚至纸板上都能喷涂，被喷涂的材料范围也十分广泛；(3)一般不受被喷涂工件尺寸和施工场所的限制，既可厂内施工，也可现场施工；(4)涂层沉积效率较高，特别适合沉积薄膜涂层。
涂层厚度可以控制，从几十微米到几毫米甚至可厚达 20mm；(5)除喷焊外，热喷涂施工对基体的热影响很小，基体受热温度不超过200℃，基体不会发生变形和性能变化；(6)在满足强度要求的前提下，制件基体可以采用普通材料代替贵重材料，仅涂层使用优质材料，使“好钢用在刀刃上”；(7)热喷涂施工艺灵活，方便，迅速，适应性强。
当然，热喷涂技术也有如下一些缺点:(1)除喷焊外，热喷涂涂层与基体的结合主要是物理机械结合，结合强度不大高，涂层耐冲击和重载性能较差；(2)喷涂涂层含有不同程度的孔隙，对于耐腐蚀、抗氧化、绝缘等应用，一般不如整体材料。
但可通过复合涂层系统设计等方法予以改进提高；(3)喷涂小件时，涂层材料的收得率低；(4)热喷涂手工操作时的劳动条件较差，有噪音、粉尘、热和弧光辐射问题，必须注意劳动保护措施。
热喷涂技术
热喷涂技术热喷涂技术在国家标准GB/T18719—2002《热喷涂术语、分类》中定义：热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。
热喷涂技术在普通材料的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到：防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系多种功能，使其达到节约材料，节约能源的目的，我们把特殊的工作表面叫涂层，把制造涂层的工作方法叫热喷涂。
热喷涂技术是表面过程技术的重要组成部分之一，约占表面工程技术的三分之一。
热喷涂技术具有的优点：1、设备轻便，可现场施工。
2、工艺灵活、操作程序少。
可快捷修复，减少加工时间。
3、适应性强，一般不受工件尺寸大小及场地所限。
4、涂层厚度可以控制。
5、除喷焊外，对基材加热温度较低，工件变形小，金相组织及性能变化也较小。
6、适用各种基体材料的零部件、几乎可在所有的固体材料表面上制备各种防护性涂层和功能性涂层。
热喷涂技术的特点从热喷涂技术的原理及工艺过程分析,热喷涂技术具有以下一些特点. 1. 由于热源的温度范围很宽,因而可喷涂的涂层材料几乎包括所有固态工程材料,如金属,合金,陶瓷,金属陶瓷,塑料以及由它们组成的复合物等. 因而能赋予基体以各种功能(如耐磨,耐蚀,耐高温,抗氧化,绝缘,隔热,生物相容,红外吸收等)的表面. 2. 喷涂过程中基体表面受热的程度较小而且可以控制,因此可以在各种材料上进行喷涂(如金属,陶瓷,玻璃,布疋,纸张,塑料等),并且对基材的组织和性能几乎没有影响,工件变形也小. 3.设备简单,操作灵活, 既可对大型构件进行大面积喷涂,也可在指定的局部进行喷涂;既可在工厂室内进行喷涂也可在室外现场进行施工. 4.喷涂操作的程序较少,施工时间较短,效率高,比较经济. 随着热喷涂应用要求的提高和领域的扩大, 特别是喷涂技术本身的进步, 如喷涂设备的日益高能和精良,涂层材料品种的逐渐增多,性能逐渐提高, 热喷涂技术近十年来获得了飞速的发展, 不但应用领域大为扩展, 而且该技术已由早期的制备一般的防护涂层发展到制备各种功能涂层;由单个工件的维修发展到大批的产品制造;由单一的涂层制备发展到包括产品失效分析,表面预处理, 涂层材料和设备的研制,选择, 涂层系统设计和涂层后加工在内的喷涂系统工程;成为材料表面科学领域中一个十分活跃的学科.并且在现代工业中逐渐形成象铸,锻,焊和热处理那样的独立的材料加工技术.成为工业部门节约贵重材料,节约能源,提高产品质量,延长产品使用寿命,降低成本,提高工效的重要的工艺手段, 在国民经济的各个领域内得到越来越广泛的应用.编辑本段热喷涂工艺技术近年发展趋势与特点热喷涂技术目前在国内已经得到了比较广泛的推广应用，近年来发展的趋势和特点是：(1)大面积长效防护技术得到了广泛应用对于长期暴露在户外大气的钢铁结构件，采用喷涂铝、锌及其合金涂层，代替传统的刷油漆方法，实行阴极保护进行长效大气防腐，近年来得到了迅速发展。
第八讲-热喷涂的原理和特点
局限性：
热效率低 材料利用率低，浪费大 涂层与基体结合强度较低
四、热喷涂的应用
① 防腐蚀 主要用于大型水闸钢闸门、造纸机烘缸、煤矿井 下钢结构、高压输电铁塔、电视台天线、大型钢桥梁、 化工厂大罐和管道的防腐喷涂。 ② 防磨损 通过喷涂修复已磨损的零件，或在零件易磨损部 位预先喷涂上耐磨材料，如风机主轴、高炉风口、汽 车曲轴、机床主轴、机床导轨、柴油机缸套、油田钻 杆、农用机械刀片等。
③ 特殊功能层 通过喷涂获得表层某些特殊性能，如耐高温、隔 热、导电、绝缘、防幅射等，在航空航天和原子能等 部门应用较多。
பைடு நூலகம்
说明：
① 喷涂热源可用燃气火焰、电弧、等离子弧或激光束等。 ② 喷涂材料可为金属、合金、金属氧化物和碳化物、陶 瓷和塑料等，材料形态可为线材、棒料或粉末。 ③ 喷涂的基体可为金属、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木 材、布、纸等固体材料。 ④ 喷涂的涂层厚度为几十微米至数毫米。
二、热喷涂基本原理
1.热喷涂的基本过程
从喷涂材料进入热源到形成涂层，喷涂过程一般 经历四个阶段： （1）喷涂材料被加热到熔化或半熔化状态 （2）喷涂材料的熔滴被雾化 （3）雾化或软化的微细颗粒喷射飞行 （4）微细颗粒撞击基体表面形成涂层
2.涂层的结构
由无数变形粒子互相交错呈波浪式堆叠在一起而 形成的层状组织结构。 组成：变形颗粒、氧化物、气孔和未熔化颗粒
一热喷涂的定义二热喷涂基本原理三热喷涂的分类和特点四热喷涂的应用热喷涂是利用热源将喷涂材料加热到熔化或半熔化状态用高速气流将其雾化并喷射到基体表面形成涂层的技术
第八讲 热喷涂的原理和特点
主要内容
一、热喷涂的定义 二、热喷涂基本原理 三、热喷涂的分类和特点 四、热喷涂的应用
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定义及优点 喷涂方法分类及工艺简介
超音速火焰喷涂的介绍
热喷涂的介绍
热喷涂的定义
热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化 或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过 预处理的基体表面形成涂层的方法。
热喷涂的作用
热喷涂技术在普通材料的表面上，制造一个特 殊的工作表面，使其达到：防腐、耐磨、减摩、 抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐 射等一系多种功能，使其达到节约材料，节约能 源的目的。
电热法
电爆喷涂,感应加热喷涂,电容放电喷涂
火焰喷涂的介绍
火焰喷涂的定义 把金属线或粉末以一定的速度送进喷枪里，使端部在 高温火焰中熔化，随即用压缩空气把其雾化并吹走， 沉积在预处理过的工件表面上。
火焰喷涂的分类 线材火焰喷涂,粉末火焰喷涂。
丝材火焰喷涂装置
丝材火焰喷吐的装置示意图
丝材火焰喷涂原理
谢
谢
丝材火焰喷涂的原理示意图
丝材火焰喷涂装置
粉末火焰喷吐的装置示意图
粉末火焰喷涂原理
粉末火焰喷涂原理示意图
爆炸喷涂的介绍
爆炸喷涂的定义 利用氧气和乙炔气点火燃烧，造成气体膨胀而产生爆 炸，释放出热能和冲击波,热能使喷涂粉末熔化,冲击波 则使熔融粉末以700～800m/s的速度喷射到工件表面 上形成涂层。
爆炸喷涂的原理
爆炸喷涂原理示意图
火花塞 粉末 氮气 氧气
工件
枪管 乙炔气
超音速喷涂的介绍
超音速喷涂的定义 燃料气体(氢气,丙烷,丙烯或乙炔－甲烷-丙烷混合气体等) 与助燃剂（O2）以一定的比例导入燃烧室内混合，爆炸 式燃烧，因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得 超音速。同时通入送粉气（Ar或N2），定量沿燃烧头内 碳化钨中心套管送入高温燃气中，一同射出喷涂于工件 上形成涂层。
超音速喷涂的特点
喷涂机喷嘴出口处产生的焰流速度一般为音速的4倍，约 1520m/s，最高可高达2400m/s,粉末撞击到工件表面的速 度估计为550-760m/s，与爆炸喷涂相当。
超音速喷涂的特点
超音速喷涂原理示意图
超音速喷涂的特点
超音速喷涂的特点
①粉粒温度较低, 粉末颗粒在高温中停留时间短,在空气中暴露时 间短，所以涂层中含氧化物量较低, 具有较强的稳定性，但只适于喷 涂金属粉末、Co-Wc粉末以及低熔点TiO2陶瓷粉末； ②粉粒运动速度高。 ③粉粒尺寸小、分布范围窄，否则不能熔化。 ④涂层结合强度、致密度高，无分层现象。 ⑤涂层表面粗糙度 低。 ⑥喷涂距离可在较大范围内变动，而不影响喷涂质量。 ⑦可得到比爆炸喷涂更厚的涂层，残余应力也得到改善。 ⑧喷涂效率高，操作方便。 ⑨噪音大（大于120dB），需有隔音和防护装置。
热喷涂的优点
1 设备轻便，可现场施工
2 工艺灵活,适应性强,操作程序少,修复快捷
喷涂 技术 的优 点
3
涂层厚度可以控制
4 对基材加热温度较低,工件变形小,合金组织性能变化小 5 适用各种基体材料的零部件
热喷涂的分类
火焰喷涂,爆炸喷涂,超音速喷涂
火焰类
激光类
激光喷涂
热源种类
电弧类
电弧喷涂,等离子喷涂