刘旭华热喷涂表面科学与技术
我国热喷涂技术近期发展概况
我国热喷涂技术近期发展概况全国热喷涂协作组办公室（100044）刘广海、曾克里、宋希剑摘要本文叙述了热喷涂技术（包括设备、工艺、材料、科研等方面）在我国近期发展概况及应用特点和最新成就，并展望了该技术的推广应用前景。
关键词：热喷涂技术、发展、前景热喷涂技术在国民经济建设中所发挥的重大作用，越来越引起人们重视。
它作为表面技术一个重要组成部分，在国家“六五”至“九五”连续四个五年计划重点推广应用中取得了显著成绩，获得了重大经济效益。
目前，无论在设备、材料、工艺、科研等方面都在迅速发展与提高。
从去年10月在宁波举行的“第十五届全国热喷涂技术经验交流会”上国内外专家的专题报告以及宣读的论文中可以看出，我国热喷涂技术近期发展的概况及特点是：设备方面（喷枪）向高能、高速度方向发展；材料方面向系列化、标准化、商品化方向发展，以保证多功能高质量涂层的需要；工艺方面向机械化、自动化方向发展，如计算机控制、机械手操作等。
下面简要介绍如下：1. 热喷涂设备发展的新动向近期我国加快了设备研制和生产步伐，目前已形成了完整的研制和生产体系，除原有的20多个生产单位，单机品种可达100多个外，近几年来超音速喷涂、等离子喷涂、超音速电弧喷涂、冷喷涂、棒材及陶瓷软线喷涂方面都有很大进展，加之引进许多国外先进设备，使我国热喷涂设备发展达到了崭新阶段。
1.1等离子喷涂设备1.1.1超音速等离子喷涂设备国际上高能高速已成为热喷涂技术的发展方向，相继出现了爆炸喷涂（CD-GmsPrating）、超音速火焰喷涂（HVOF、HVAF）、低压等离子喷涂（LPPS）、以及超音速等离子喷涂（Plazjet）等技术。
这些技术都是通过大幅度提高喷涂粒子的速度来获得高质量涂层。
但上述设备都各自有不足之处，由美国Browning公司在1986年末推出的超音速等离子喷涂（Plazjet）具有设备投资少、材料来源广、涂层质量好、生产效率高等诸多优点。
装甲兵工程学院在引进美国PJS-80超音速等离子喷涂设备的基础上，自主设计开发高效能HEPJET超音速等离子喷涂枪，成功地研制了超音速等离子喷涂系统。
热喷涂FeCrAl／Al复合涂层抗高温硫化的研究
涂层材料 电弧申 Ｖ 喷涂电流／ 雾化空气／ Ｐ 喷涂距离／ Ａ Ｍａ ｒ ｍ
使用硅酸盐溶液对喷涂后 的试件表面进行封孑 处理 ， Ｌ 然后进行热腐蚀试验。本文的实验室试验采用盐 膜实验法。在热腐蚀试验前 ， 首先对试件做 ９ ０％／ ０ ２ｈ的预扩散处理。 然后将经过预扩散处理的试件表面 用 Ｎ ０ 饱 和 盐水溶 液均 匀涂 敷 ， 盐量 为 ２～３ｍ ／ ｍ ， ａｓ 涂 ｇｃ 随后 在 烘箱 中烘 干 。采 用 精度 为 ｌ 。的 电子 精 ０ 密天平测量热腐蚀试验前后的试件重量变化 ， 每组数据为 ３ 个试件的平均值。试片放人烧至恒重的坩埚内， 在 箱式 电炉 中进行 热腐 蚀试验 。热 腐蚀 试验 温度 为 ９０ｏ 保 温 ３ｈ后 ， 件 随炉 冷 却到 室 温 。取 出试样 ， ０ Ｃ， 试 测量并计算试样单位表面积的质量增加 ， 并绘制腐蚀动力学曲线。 为考核该涂层体系在实际生产高温硫化环境下对钢铁基体的防护效果 ， 本文在灰铸铁试件表面喷涂了该 复合涂层， 并且将试件放置在焦碳方法生产二硫化碳的反应甑 中分别做 了长达 ２６４６５６ｈ的连续挂片试 １， ， ５ ７ 验。试验后 ， 分别采用配有能谱分析仪（ Ｄ ） Ｅ Ｘ 的扫描电镜 （Ｅ 和 ｘ射线衍射仪（ Ｒ ） Ｓ Ｍ） Ｘ Ｄ 对试件表面的腐蚀产 物 和复合涂层 的微 观组织 和物相结 构进行 了分析研 究 。
ＦＣＡ／ １ ｅ ｒ１Ａ 复合涂层的高温硫化表现 。实验结果表明：ｅ ｒ１Ａ 复合涂层提 高了钢铁材料的抗 高 ＦＣＡ／ １ 温硫化腐蚀 能力， 高温硫化初期 ， 在 外表面的 Ａ 涂层首先发生氧化 ， ｌ 形成连续的 Ａ２ ３ ， １ 层 显著地 ０ 减缓 了硫 原子 向复合 涂 层 内部 的扩 散 速 度 。随 着 复合 涂 层 中 ｃ 、 ｌ 有 效 抗硫 化 合金 元素 的 相 ｒＡ 等 互扩散 ， 成 ＦＣ 金属 间化 合 物层 ， 一 步 阻碍 硫 原 子扩 散 ， 形 ｅｒ 进 对钢铁 基 体 材 料提 供 有 效 的 高 温硫
利用热喷涂技术制备二氧化钛光催化涂层研究现状与展望
利用热喷涂技术制备二氧化钛光催化涂层研究现状与展望付耀耀;李华【摘要】纳米二氧化钛(TiO2)因稳定、廉价、无毒等优势,成为研究与应用最广泛的光催化剂.为了解决颗粒状催化剂难以回收、易于造成二次污染等缺点,制备TiO2涂层是较为理想的选择.热喷涂技术具有成本低、效率高、容易实现大面积制备等优势,在TiO2涂层制备研究中得到广泛关注.基于此,本文综述了等离子喷涂、火焰喷涂、超音速火焰喷涂、冷喷涂技术在制备纳米TiO2涂层方面的研究现状,并分析了影响TiO2涂层光催化性能的关键制备因素,讨论了多种热喷涂技术在涂层微观结构控制与性能调控方面的研究现状,并对未来发展做了展望.【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2019(011)001【总页数】8页(P1-8)【关键词】TiO2;热喷涂涂层;光催化;微观结构;性能调控【作者】付耀耀;李华【作者单位】中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,宁波,315201;中国科学院大学材料与光电研究中心,北京,100049;中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,宁波,315201【正文语种】中文【中图分类】TG174.40 引言有机染料广泛应用于印染、塑料和食品等行业中，其产生的染料废液如果未能得到有效处理，将对生态环境造成潜在的危害。
为了去除相关污染，目前采取的方法主要有膜分离、微生物、吸附法以及光催化等方法。
由于光催化技术具有廉价高效、操作简便和二次污染小等优点，是最有潜力的染料污染物降解技术。
其中，二氧化钛（TiO2）在众多半导体光催化剂中，由于其具有稳定、廉价和无毒等优点，成为研究与应用最为广泛的光催化剂[1, 2]。
颗粒状态的TiO2，尤其是纳米尺寸的TiO2,由于巨大的比表面积以及纳米材料的尺寸效应，具有更优的催化活性，但是颗粒状态的催化剂在液相反应后难以回收，不仅会造成经济损失，也会因为泄露而造成二次污染。
2007年全国热喷涂技术经验交流会将在乌鲁木齐市召开
行 业 扫 描 业 内传 真■ 一
１ 家单 位 协办 ，是 Ｓ Ｉ 在亚 洲 规模 最大 的一次 关 于 研 、国外调 研 和企业 案 例剖 析 等阶 段性 工作 的 基础 ０ ＰＥ 上 ，现 已提交 “ 汽车课 题组 ”课 题 报告 。 智 能材 料 与纳米 技术 的 国际会 议 。 来 自美 、英 、 Ｅ 、韩 、澳 大利 亚 、加 拿大 、德 ｔ
的知名 院 士 、专家 参加 并作 报 告 。同 时 ，还邀 请 国 外 知名公 司到会 介绍新 产 品及 应用 状 况 。 本 次会 议 的交 流 主题 ：大 力推 进热 喷涂 技 术 的 创 新 和应用 ，为构 建 节约 型社 会作 出 更大 的贡献 。
定等 工作 。
（ 传晓 ） 张
涂料 与涂装技 术研讨会在大 连举 办
由吴华 精细 化 工总公 司和北 方 涂料 工业 研 究设 计 院 、海洋 化 工研 究 院等 单位联 合 举 办 的第 十 届全 国涂料 与涂 装技 术 信息 交 流会 暨第 一届 特种 功 能涂
料 与涂装 研讨 会 ，近 日在 大连 闭幕 。 这 次大会 是 国内涂料 行 业首 次 以 “ 特种 功 能涂
中国涂 料 工业协 会 涂料装 备 分会 开
分项 目 课题 由第一汽车集 团公司技术中心负责组织 始筹建 具 体实 施 ，在 阶段 调研 中共 收 到２ 篇 国 内外分 项调 ３ 日前 ，中国涂料 工业 协 会涂 料 装备 分会 筹 建会 研 报告 。通 过对 调 研结 果 的分 析 ，课 题 组认 为 根据 议在 江 苏无 锡 召开 ，这标 志着该 分 会 的筹建 工作 正 目前 中国汽 车工 业 的发 展现 状 ，摩擦 学 新技 术 的研 式展 开 。 究 和应用 是 当务 之 急 。由于 我 国在 此领 域 的研究 工 分会 筹委 会 负责 人 丁智 表示 ，成 立 中 国涂料 工 作 基 础 较 为 薄 弱 ，加 强 与 国外 的合 作 显 得 尤 为 重 业协 会 涂料 装备 分会 ， 旨在 突 出涂 料设 备在 涂料 生 要。 产 中的重 要 地位 ，推 动 涂料 设备 制 造企 业 和涂料 生 在完 成 国 内企业 基本 案 例调 研 、汽 车大 用户 调 产企 业 的共 同进步 。 （ 王雄 伟 ）
刘旭华 热喷涂 表面科学与技术
热喷涂概述 热喷涂 热喷涂工艺过程
常见的热喷涂方法
热喷涂的性能测试 与质量检验
中国石油大学（华东）
热喷涂概述
热喷涂的定义
热喷涂技术是指利用某种热源 将喷涂材料迅速加热到熔融或半熔 融状态，再经过高速气流或焰流将 其雾化加速喷射到经预处理的工件 表面上，形成喷涂层的一种表面加 工方法。
中国石油大学（华东）
1-喷涂粉末； 2-工作气； 3-阴极； 4-阳极； 5-等离子射流； 6-基体； 7-喷涂层;
中国石油大学（华东）
常见的热喷涂方法
等离子弧喷涂涂层的特性
1） 组织结构为细晶的层状结构，含一些球状组织，存在 细小弥散物； 2）等离子弧温度高，能量集中，焰流速度高；
3）喷涂层组织细密，氧化物夹渣和气孔率都低，气孔率可 控制到2-5%；
热喷涂的特点
（1）热喷涂方法多：热喷涂具体方法有十几种，可以选择合适的方 法对零件进行热喷涂。 （2）热喷涂材料种类广泛：金属及其合金、陶瓷、塑料、尼龙以及 它们的复合材料等都可以作为喷涂材料。 （3）机体材料使用范围广：几乎所有的固体材料表面都可以热喷涂， 一般也不受零件尺寸及场地限制，既可以大面积喷涂，也可以进行 局部喷涂。 （4）基体材料受影响小：喷涂时可使集体控制在较低温度，所以基 体变形小、组织和性能变化小，保证了基体质量基本不受影响。 （5）涂层厚度可以控制：涂层厚度从几十微米到几微米，可以根据 要求确定。 （6）操作环境差：存在粉尘、烟雾和噪音等问题，因此需要加强防 护措施。
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热喷涂概述
热喷涂材料
热喷涂材料按其使用形式的不同可分为 粉末材料和线丝材料两大类，按使用功能和 制造方式可分为非复合材料和复合材料；按 组成成分可分为金属及合金、自熔性合金、 复合材料、陶瓷和有机塑料等几种，目前热 喷涂材料已有60种以上的线材和200种以上 的粉末。
{技术管理套表}刘旭华热喷涂表面科学与技术
常见的热喷涂方法
线材火焰喷涂的特点及应用
特点
（1）喷涂方法简便，设备简单； （2）火焰温度低，气流速度不高，因而颗粒打击力小，涂
层致密度较差； （3）涂层中含有一定量的氧化物。
应用 （1）目前国内大多用于制备锌、铝长效防护涂层； （2）不锈钢、镍铬及有色金属防腐涂层； （3）碳钢、铬钢恢复尺寸涂层以及耐磨涂层等。
中国石油大学（华东）
常见的热喷涂方法
线材火焰喷涂设备的组成
线材火焰喷涂典型装置示意图 1-燃料气；2-氧气；3-气体流量计；4-压缩空气；5-空气过滤器；
6-空气控制器；7-线材控制装置；8-线材喷枪 中国石油大学（华东）
常见的热喷涂方法
线材火焰喷涂设备的组成
氧气及乙炔供给系统：由气源、压力及流量调节装置，回 火防止管及输氧管道等组成； 压缩空气供给系统：由空气压缩机和空气净化装置（冷凝 器和油水分离器组成）构成； 线材盘架； 气喷枪：它主要由机动部分、混合头部分及手柄部分组成， 国产SQP-1型气喷枪分高速、中速两种规格，前者用喷涂 镁、铝等低熔点金属，后者用于喷涂钼、钢等高熔点金属。
冶金结合：当基体预热，或喷涂粒子有高的熔化潜热，或喷涂粒子本身 发生放热化反应时，熔融态的粒子与局部熔化的基体之间发生“焊合” 现象，产生“焊点”，形成微区冶金结合。
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热喷涂 方法
热喷涂概述
气体燃烧热 线材火焰喷涂、棒材火焰喷涂、粉末火焰
源
喷涂、超音速火焰喷涂、粉末火焰喷熔
气体放电热源 电弧喷涂、等离子喷涂、等离子喷焊
电热热源 电容放电喷涂、感应加热喷涂
爆炸热源
燃气重复爆炸喷涂、线材电爆喷 涂
激光热源 激光喷涂、激光喷焊
方兴未艾的热喷涂技术——浅析我国热喷涂技术的发展历程
方兴未艾的热喷涂技术——浅析我国热喷涂技术的发展历程刘广海【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2010(000)010【总页数】5页(P1-5)【作者】刘广海【作者单位】全国热喷涂协作组原办公室,北京102600【正文语种】中文编者按：《金属加工》创刊60周年，这将是我们大家——读者、编者和作者共同的节日。
为铭记一代代金属加工人为中国金属加工行业所作出的巨大贡献，回顾历史，总结经验，激励新一代金属加工人为实现制造强国梦继续拼搏奉献，金属加工杂志社特举办“记录金属加工60年”主题征文活动。
热喷涂技术是一种材料表面强化和保护的新技术，利用不同的热源和喷涂设备，可以制备防腐、耐磨、减磨、抗高温、耐氧化、隔热、绝缘、导电和防微波辐射等一系列多种功能的涂层。
它可以在设备维修中修旧利废，使报废了的零部件“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”。
可以大量节约能源、节约材料、提高功效、降低成本，特别适合我国国情，符合我国现行的经济政策。
是当前国家提倡的节能减排、低能耗、高效率的一项重要实用技术。
该项技术在“六五”至“九五”期间一直被国家列为重点推广项目，目前已广泛应用于国民经济各部门，创造了重大经济效益，为国民经济建设作出了重要贡献。
这项技术在我国虽然推广应用了很长时间，但是仍有广阔的应用前景和重大潜在的经济效益，现在及其今后相当长的一段时间里在国民经济建设中的地位不可低估，它既古老又新生，可谓方兴未艾，必将成为21世纪的绿色再制造工程的关键技术。
《金属加工》（原名《机械工人》），多年来见证、记录了我国热喷涂技术的发展历程。
为我国热喷涂技术的发展与提高搭建了一个“信息传递、经验交流、技术咨询、技术服务”的可靠平台。
多年来《金属加工》刊载了有关热喷涂方面技术综述、专题报道、人物专访、经验交流、精辟学术论文等100余篇，为我国热喷涂技术的发展作出了重要贡献。
值此《金属加工》创刊60周年之际，撰写此文，愿《金属加工》与热喷涂技术共同发展。
第七届亚洲热喷涂会议将在西安召开
第七届亚洲热喷涂会议将在西安召开
佚名
【期刊名称】《中国表面工程》
【年(卷),期】2015(28)3
【摘要】由亚洲热喷涂学会主办,西安交通大学金属材料强度国家重点实验室承办的第七届亚洲热喷涂会议将于2015年9月23-25日在西安交通大学南洋大酒店召开。
【总页数】1页(P89-89)
【关键词】西安交通大学;热喷涂;亚洲;国家重点实验室;材料强度;金属
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.442
【相关文献】
1.亚洲制革科研精英汇聚成都共议皮革科技热点话题——第七届亚洲国际皮革科学技术会议在成都召开 [J], 陈万日
2.2015年第二届海峡两岸电子电镀及表面处理学术交流会将在上海召开/2015年中国纳米科技与再制造技术青年论坛将在西安举办/内燃机再制造产业联盟专家委员会工作会议在北京召开 [J],
3.第七届亚洲热喷涂会议在西安举行 [J], 陕西省机械工程学会表面工程分会
4.第七届亚洲热喷涂会议在西安举行 [J], ;
5.热喷涂在工业中的应用技术交流研讨会将在西安召开 [J],
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热喷涂技术制备纳米涂层的研究现状
表面涂层技术是在不改变零件基体材料原有性 能的基础上， 通过在基体表面制备一层具有优越性 能的覆盖强化层， 实现对报废零件的修复与实现对 新零件使用前表面的强化， 延长零件的使用寿命。 热喷涂技术是制备表面涂层的主要技术之一， 它可 以将多种材料（粉末、线材、棒材等）经过加热、熔化， 加速喷涂到需要强化的材料表面。 其最大特点是可 在较大面积上高效率地形成较厚的涂层， 且可实现 现场操作。通过合理选择喷涂材料、喷涂方法和喷涂 工艺参数，获得满足使用性能要求的涂层。超音速火 焰喷涂在喷涂碳化物金属陶瓷方面具有得天独厚的 优势， 而各个行业对碳化物金属陶瓷涂层有很大的 需求，因此该技术可望获得大规模推广与应用。尽管 表面技术是提高材料表面耐磨耐蚀性能的有效方 法， 但是传统涂层材料尤其是用于耐磨耐蚀的涂层 材料存在难以克服的矛盾， 即涂层硬度和韧性难以 兼顾，提高涂层的硬度往往要以牺牲其韧性为代价， 造成脆性增加， 结果导致涂层与基体的匹配性与结 合 性 下 降 ，涂 层 易 开 裂 ，硬 质 相 易 脱 落[J
Top-Gun J-Gun
冷喷涂工艺，由于可以制备氧化非常有限的金属涂 层，受到了广泛的关注，目前发展很快。 1.3 新型活性燃烧高速燃气喷涂技术（AC-HVAF）
虽然超音速火焰喷涂具有许多的优点，但也存 在不足之处。 在制备纳米涂层时，普通超音速火焰 喷涂的温度可达 3 000 ℃， 纳米粉末的晶粒在喷涂 受 热 后 会 发 生 长 大 ， [21-22] 尽 管 喷 涂 后 涂 层 晶 粒 度 仍 保持在纳米尺度而且性能也有明显提高，但是如何 能够进一步降低火焰温度，尽量减小纳米粉末在喷 涂过程中的受热长大就显得十分必要。
目 前 纳 米 涂 层 的 制 备 技 术 主 要 有 电 弧 喷 涂 法 [5]、 等离子喷涂法[6]、冷喷涂法[7]、热喷涂法等。 电弧喷涂 法制备纳米结构涂层的过程： 首先是把纳米粉末团 聚造粒制备成微米级的纳米结构粉末， 然后在其中 添加其它元素为芯， 以金属外皮包裹粉末制备成电 弧喷涂用粉芯丝材，喷涂后获得纳米结构涂层[5]。 等 离子喷涂的特点是温度高 (>10 000 ℃)， 冷速极快 (106~107 K/s)， 喷涂粉末在等离子焰流中的停留时 间短(3~10 s)，原子来不及扩散，纳米晶粒长大受限， 从而可以在涂层中形成纳米晶[6]。 冷喷涂技术其突出 特点是喷涂温度较低，发生相变的驱动力较小，粉末 粒子中的晶粒不易长大，基本没有氧化现象，因而该 技术适合于喷涂温度敏感材料、非晶材料、氧敏感材 料(如铜)、相变敏感材料(如碳化物)等[7]。