热喷涂材料的应用与发展

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热喷涂技术论文(2)

热喷涂技术论文(2)

热喷涂技术论文(2)热喷涂技术论文篇二热喷涂技术的研究现状与发展趋势【摘要】热喷涂技术拥有着巨大的发展优势,且被广泛应用在工程领域方面。

综述了热喷涂技术的研究现状以及未来的发展趋势,主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等,并简洁了这些技术的研究发展趋势与实际应用。

【关键词】热喷涂技术;研究现状;发展趋势热喷涂技术是利用某种热源使得喷涂材料受热呈现熔融或者是半熔融状态,再将其喷射到需要涂敷的基体表面,从而可以形成一层比原基体材料涂层性能优异的涂层,使得工件的表面性能更加优异,或是使得工件形成一种或多种原基体材料不具备的表面性能膜状组织结构。

热喷涂涂层具有耐磨损、隔热以及耐高温等性能,并且能够实现对出现磨损、被腐蚀的零件以及因加工出现误差的零件进行必要的有效修复。

热喷涂技术是表面工程的重要组成部分,在工业与科学技术快速发展的今天,喷涂技术在航空航天、石油化工以及机械制造等众多的领域中应用广泛。

本文主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等,并简洁了这些技术的研究发展趋势与实际应用。

1 超音速火焰喷涂技术1.1 超音速火焰喷涂的发展超音速火焰喷涂(HVOF)是在上个世纪80年代初期由普通的火焰喷涂技术发展而来的一种新型的喷涂技术。

该项技术主要是以氢、丙烯、乙炔以及煤等作为燃料,以氧气作为助燃剂,在特殊的喷嘴中进行燃烧或者是在专门的燃烧室进行燃烧,形成温度高达2000℃-3000℃,速度快至2100m/s的超音速火焰,与此同时将各类粉末送进火焰中,使得粉末粒子呈现熔化或是半熔化状态,并高速运转撞击至基体表面从而在基体表面形成涂层,此类涂层比普通火焰喷涂的涂层更加结实紧密。

1982年在美国出现了第一代超音速火焰喷涂装置,随后超音速火焰喷涂技术得到了长足的发展。

1.2 超音速火焰喷涂原理超音速火焰喷涂以氢、丙烯、乙炔以及煤等作为燃料,利用氧气作为助燃剂,在特殊的喷嘴中进行燃烧或者是在专门的燃烧室进行燃烧产生的高温高速的火焰。

热喷涂技术应用与发展调研分析

热喷涂技术应用与发展调研分析

热喷涂技术应用与发展调研分析热喷涂技术是一种表面强化和修复的高温技术,通过将涂层材料加热至熔化状态并高速喷射到工件表面,形成一层致密的涂层,从而达到防腐、耐磨、隔热等表面处理目的。

本文将对热喷涂技术的应用领域、技术优势、发展趋势等方面进行调研分析。

热喷涂技术在各个领域都有广泛的应用,主要有以下几个方面:工业领域:热喷涂技术在工业领域的应用十分广泛,如石油化工、电力、制药等。

例如,在石油化工行业中,可以利用热喷涂技术对设备进行防腐处理,提高设备的耐用性和安全性。

汽车领域:汽车行业是热喷涂技术的重要应用领域,主要用于发动机、底盘、车身等部位的防腐、耐磨和隔热处理。

机械领域:机械设备在运转过程中会产生磨损和腐蚀,热喷涂技术可以为机械设备提供有效的表面保护。

例如,在矿冶设备中,利用热喷涂技术可以提高设备的耐磨性和耐腐蚀性。

高效:热喷涂技术可以快速高效地完成大面积表面处理,提高生产效率。

耐磨:热喷涂材料具有高硬度、高耐磨性等特点,可以延长设备的使用寿命。

防腐:热喷涂技术可以形成致密的涂层,有效防止腐蚀,提高设备的耐久性和安全性。

隔热:热喷涂技术可以形成一层隔热材料,有效降低设备表面的温度,提高设备的使用安全性。

经济:热喷涂技术成本较低,可以降低生产成本,提高经济效益。

随着科学技术的不断进步,热喷涂技术也在不断发展创新。

未来,热喷涂技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:新材料的应用:随着新材料的不断涌现,热喷涂技术的材料选择范围也越来越广,未来将会有更多新型、高性能的材料应用于热喷涂技术中。

高能束技术的应用:高能束流技术如激光、等离子等在热喷涂技术中的应用将更加广泛。

这些技术的应用可以提高热喷涂层的结合强度和致密性,进一步提高表面处理的质量和效率。

智能化技术的应用:智能化技术在热喷涂技术中的应用将成为未来的发展趋势。

通过引入机器人和自动化技术,可以实现热喷涂过程的自动化和智能化控制,提高生产效率和产品质量。

热喷涂技术应用及研究进展与挑战

热喷涂技术应用及研究进展与挑战

热喷涂技术应用及研究进展与挑战李长久【摘要】热喷涂作为重要的表面工程技术之一,是通过在材料表面制备材料保护涂层与功能涂层,赋予基体材料没有,但服役环境所必须的表面性能的方法.由于热喷涂可以制备从超过50%孔隙缺陷含量到接近完全致密的任意材料的涂层,基于缺陷控制可满足从可磨耗、耐高温隔热、耐磨损与耐腐蚀等不同服役要求,经过100余年的发展已经形成了包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、普通火焰喷涂等一系列方法,已经成为在众多产业领域,包括航天航空、交通运输、石油化工、电力能源、冶金钢铁、纺织与造纸、机械制造等,提高产品寿命与竞争力不可或缺的技术.制备可以提供耐磨损、耐环境腐蚀防护、耐高温隔热防护等保护涂层是热喷涂尤为重要的应用方面,热喷涂作为可显著提升结构零件耐磨损的涂层制备方法应用非常广泛,但在动载如冲蚀、空蚀、疲劳磨损、或高应力磨料磨损条件下,涂层材料的耐磨性能尚不能完全发挥;由于涂层总是存在一定的孔隙,难以以制备态直接用作长效耐腐蚀防护涂层,适当的封孔处理成为其用作耐腐蚀涂层的必要条件;包括以燃气轮机热障涂层为代表的耐高温隔热涂层等在航空与地面重型燃机中的应用,在欧美热喷涂市场中约占比60%,随着我国燃气轮机技术的发展,该市场潜力有望逐步得到发掘.热喷涂耐磨损涂层性能的进一步提升不仅需要开发新型硬质耐磨材料以及宽温域自润滑材料,还需要结合材料开发,发展可使粒子间结合充分的涂层制备方法,其次,基于涂层结构特征与服役性能关系控制磨损服役条件,防止源于粒子间脱落的加速磨损是确保长效磨损保护的基础.如何制备在喷涂态即可满足腐蚀介质不浸渗的致密涂层依然是热喷涂耐腐蚀涂层制备需要攻克的挑战.冷喷涂、等离子喷涂、物理气相沉积、液料热喷涂等新方法近年来发展迅速,与这些方法相配套的材料制备技术的发展将是这些新方法得到广泛应用的基础.新能源、医疗、民生、半导体等对导电、催化、生物活性、绝缘、耐刻蚀等功能涂层的需求也将有力推动热喷涂技术的发展.本文将结合目前热喷涂技术在国内外的应用现状与存在的问题,展望热喷涂技术进一步发展过程中有待解决的主要挑战性技术问题,为本领域技术人员合理认识热喷涂技术的特点,直面挑战,深入开展开发与基础研究,推动技术提供参考.【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2018(010)004【总页数】22页(P1-22)【关键词】热喷涂;涂层应用;耐磨损;耐腐蚀;涂层设计;涂层组织;保护涂层;功能涂层【作者】李长久【作者单位】西安交通大学,陕西省西安市 710049【正文语种】中文【中图分类】TG174.40 引言80%以上机械零部件的失效通常由表面磨损与腐蚀而引起,每年由此造成的损失可达国民生产总值的10%以上,因此,通过各类表面工程技术将具有优越耐腐蚀或耐磨损性能的材料覆于满足承载能力要求的普通结构件表面,构筑复合结构材料已经成为提高机械零部件服役效能、零部件附加价值与产品核心竞争力的重要方法。

热喷涂材料的应用与发展

热喷涂材料的应用与发展
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徐滨士 张伟 梁 秀兵

装 甲兵 工程 学院
热 喷 涂 材 料 与 技 术
热 喷 涂 技 术 是 表 面 工 程 领 域 中 的 十 分 重 要 的 技
成 分 ; ④能 够动 态形 成 具有特 殊 结构 性 能 的复合 材 料 ; ④ 多 种 材 料 和 多 种 技 术 的 复 合 可 获 得 优 异 的 性 能 。 因此 热 喷 涂 材 料 的 研 究 是 2 世 纪 热 喷 涂 发 展 的 1 决定 性 因素, 也是热 喷涂技 术发 展 的动 力。
锌 、 铝 金 属 是 最 常 用 的 热 喷 涂 材 料 , 此 类 材 料 已 广 泛 应 用 于 钢 构 件 在 苛 刻 环 境 条 件 下 的 腐 蚀 保 护 。 目前 , 热 喷 涂 金 属 材 料 研 究 较 多 的 是 一 些 合 金
涂粉 、丝材 、粉 芯 丝材 等 :按 材料 种 类有 金属 及特
殊 金 属 材 料 、有 机 聚 合 物 材 料 、 陶 瓷 材 料 、 生 物 材 料 ; 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 。 目前 , 为 了 满 足 对 材 料 多 功 能 、 高 性 型 合 金 或 非 晶材 料 的使 用成为 热喷 涂材 料发 展 的主要 趋 势。

热喷涂技术的发展和应用

热喷涂技术的发展和应用

资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载热喷涂技术的发展和应用地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容表面工程学(论文)班级:材科101学生姓名:宋俊伟学号:201001524125指导教师:汤峰热喷涂技术的发展和应用【摘要】主要介绍了热喷涂的基本方法、设备、材料和涂层特性;以及当前的发展动态和应用情况;并简要介绍了应用研究的前景。

【关键词】热喷涂加工技术、加工原理、应用现状、发展前景。

引言热喷涂是一种迅速发展的表面强化新工艺新技术。

它采用专用设备,利用各种热源将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态,用高速气流将其吹成微小微粒并喷射到机件表面,形成覆盖涂层,以提高机件耐磨、耐蚀、耐热等性能。

热喷涂技术最早出现在上世纪早期的瑞士,随后在苏联、德国、日本、美困等圉得到了不断的发展,各种热喷涂设备的研制,新的热喷涂材料的开发,新技术的不断应用,使热喷涂涂层质量得到了不断的提高,并不断开拓新的应用领域。

目前,以火焰喷涂、超音速喷涂、电爆喷涂、电容放电喷涂、等离子喷涂为代表的热喷涂技术与设备,以及一系列喷涂喷焊粉末新材料,各种热喷涂技术趋于成熟,喷涂装置日益完善,不仅能喷金属、合金、陶瓷,还能喷涂塑料和复合材料。

近几年来电子计算机在等离子喷涂系统中的应用,使热喷涂技术达到了相当完善的地步,不仅使应用范嗣大为扩展,而且使涂层质量有了质的飞跃。

热喷涂技术不仅涉及到材料学、表面物理化学、流体力学、传热学、等离子物理等,还涉及到机械,计算机和新材料等学科,是一门交叉边缘学科。

热喷涂技术简介热喷涂技术是通过某种热源将某些材料表面加热至熔融或半熔融状态,然后喷射到涂敷的基体表面,形成一层性能优于原来基体的涂层,从而使原工件具有更加优异的表面性能,或者是使工件获得一种或几种原来基体材料不具备的表面性能膜状组织。

热喷涂技术的原理及应用

热喷涂技术的原理及应用

热喷涂技术的原理及应用1. 热喷涂技术的原理热喷涂技术是一种通过将材料加热到熔化或半熔化状态,然后将其喷射到被涂覆物表面的技术。

热喷涂技术可以用于提高材料的表面性能,包括抗腐蚀性、耐磨性、耐热性等。

它广泛应用于航空航天、电子、冶金、化工、汽车、机械等领域。

1.1 热喷涂技术的分类热喷涂技术主要有以下几种分类:•火焰喷涂技术:使用火焰作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。

•等离子喷涂技术:使用等离子体作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。

•电弧喷涂技术:使用电弧作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。

•高速火焰喷涂技术:使用高速火焰作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。

1.2 热喷涂技术的工作原理热喷涂技术的工作原理可以简要概括为以下几个步骤:1.加热材料:将涂层材料加热到熔化或半熔化状态。

不同的热喷涂技术使用不同的加热源,如火焰、等离子体或电弧。

2.喷射材料:将加热到熔化或半熔化状态的涂层材料喷射到被涂覆物表面。

喷射可以通过喷枪或喷嘴来实现。

3.涂覆形成:涂层材料接触到被涂覆物表面后,由于温度差异,涂层材料会迅速冷却和凝固,形成涂层。

4.涂层熔合:涂层材料凝固后,可以进一步通过热处理或机械加工等方式,使其与被涂覆物表面充分结合。

2. 热喷涂技术的应用热喷涂技术在多个领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:2.1 防腐领域热喷涂技术可以用于防腐,提高材料的耐蚀性。

热喷涂涂层可以形成致密的结构,能够有效隔离被涂覆物与外界环境的接触,保护被涂覆物不受腐蚀。

2.2 修复与修补领域热喷涂技术可以用于修复与修补受损物体的表面。

通过热喷涂涂层,可以提高受损物体的耐磨性、耐腐蚀性等性能,延长其使用寿命。

2.3 摩擦与磨损领域热喷涂技术可以用于提高材料的耐磨性。

通过热喷涂涂层,可以在材料表面形成硬质的陶瓷涂层,提高材料的摩擦性能和抗磨损性能。

热喷涂技术在冶金行业的应用及其发展

热喷涂技术在冶金行业的应用及其发展

热喷涂技术在冶金行业的应用及其发展热喷涂技术是通过某种热源将某些材料加热至熔融或半熔融状态,然后喷射到涂敷的基体表面,形成一层性能优于原来基体的涂层,从而使原工件具有更加优异的表面性能,或者是使工件获得一种或几种原来基体材料不具备的表面性能膜状组织.这些表面性能包括耐磨、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的物理化学性能。

目前,包括航空、航天、原子能设备、电子等尖端技术在内的很多领域内,热喷涂技术都得到了广泛应用,并取得了良好的经济效益。

喷涂材料包括金属、陶瓷和塑料等。

喷涂层的形成包括喷涂材料的加热熔化阶段、熔滴的雾化阶段、粒子的飞行阶段和粒子的喷涂阶段。

涂层与基体的结合有机械结合、扩散结合、物理结合和冶金结合。

在使用放热型喷涂材料或采用高温热源喷涂时,熔融态的喷涂材料粒子会与熔化态的基体产生焊接现象,形成微区的冶金结合,提高涂层与基体的结合强度。

喷涂层内的粒子之间的结合以机械结合为主,而扩散结合、物理结合、冶金结合等也共同起作用。

1、热喷涂技术特点热喷涂方法大体可分为火焰喷涂法、爆炸喷涂法、超音速喷涂法、电弧喷涂法、等离子喷涂法等。

1.1火焰喷涂利用火焰为热源,将金属与非金属材料加热到熔融状态,在高速气流的推动下形成雾流,喷射到基体上,喷射的微小熔融颗粒撞击在基体上时,产生塑性变形,成为片状叠加沉积涂层,这一过程称为火焰喷涂。

火焰喷涂法是目前喷涂技术中使用较广泛的一种工艺。

采用火焰喷涂法技术,可以制备各种纯金属、合金、陶瓷等涂层。

1.2爆炸喷涂爆炸喷涂是先将一定比例的氧气和乙炔由供气口送入冷喷枪的燃烧室,经火花塞点火,氧气和乙炔混合气体发生爆炸式燃烧,然后由送粉器将喷涂粉末送入燃烧室,其热能将喷涂粉末加热到一定状态,最后在爆炸冲击波的作用下把粉末颗粒喷向工件表面而形成涂层。

爆炸喷涂法是一项技术难度较大、工艺性能较强的新技术,也是一种高能喷涂方法。

与一般火焰喷涂相比,必须提供足够高的气体压力,气体的消耗也很大。

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。

热喷涂材料的研究和开发

热喷涂材料的研究和开发

热喷涂材料的研究和开发随着人们生活水平的不断提高,高性能材料逐渐成为了各个领域的研究重点。

其中,热喷涂技术(HVOF)作为一种新型的涂覆材料技术,日益得到大家的重视。

它不仅可以为材料表面提供良好的保护性能,还可以改善材料的强度、耐磨性和附着力等物理性能。

本文将探究热喷涂材料的研究和开发,以期为相关领域的研究人员提供一些有价值的参考。

一、热喷涂技术的原理热喷涂技术是一种通过高温气流将粉末状材料喷射到被涂覆物表面的工艺。

它主要由热喷涂设备和喷涂材料两部分组成。

喷涂材料包括金属涂料、陶瓷涂料、聚合物涂料和生物涂料等。

其中,金属涂料和陶瓷涂料是应用最为广泛的两种材料。

在喷涂过程中,热喷涂设备将粉末状的金属或陶瓷材料喷射到被涂覆物的表面,产生高速热流和热冲击。

荷载作用下材料表面的块状粒子会在接触面产生相互作用产生挤压变形和塑性变形,这部分形变随后就会转化为应变能,并通过产生的各种塑性流动来向整体变形传递,从而产生整体的形变。

在热喷涂技术的使用过程中,使用曲线光谱重点关注于热喷涂后的材料表面和形态。

通过对材料表面和形态的分析,我们可以推断出材料的物理性能、化学性质和微观结构等方面的信息。

二、热喷涂材料的研究与开发随着热喷涂技术的发展,近年来对热喷涂材料的研究与开发也得到了迅速发展。

热喷涂材料的研究领域广泛,包括化学、物理、机械、材料科学等不同领域。

其主要目标是优化材料的物理性能,以满足不同领域的需求。

其中,以下几点是热喷涂材料研究方向的集中:1. 金属涂料:金属涂料是热喷涂材料研究的重点。

其主要功能包括提供高耐磨性、耐磨性、防腐性和化学稳定性等。

目前,大多数金属涂料是由铝、锌、铜、钛、镍等单一或合金材料组成。

相比于其他材料,金属涂料更可靠、更精准,并且能够在各种温度和环境中工作。

2. 陶瓷涂料:陶瓷涂料在热喷涂技术中的应用也很广泛。

其应用不仅可以提高原材料的防磨损和防腐蚀性能,还可以增加材料的粘附性和抗剥离性能。

热喷涂涂层技术的原理和应用

热喷涂涂层技术的原理和应用

热喷涂涂层技术的原理和应用热喷涂涂层技术,作为一种高端的表面修复和增强技术,在航空、汽车、机械等领域得到了广泛应用。

它能够通过在材料表面喷涂一层厚度不一、质量不一的涂层,达到提高机械性能、抗磨损、抗腐蚀等多重效果的目的。

在研究热喷涂技术的时候,我们需要了解它的原理和应用,以更好地理解它的发展和应用。

一、热喷涂涂层技术的原理热喷涂技术是一种通过加热材料使其熔化,在离开喷嘴时用气流将它喷到工件表面的技术。

常见的热喷涂设备有火焰喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂等。

这些设备由燃气、电弧和炸药等不同的能源供应,而另外一端的喷嘴则由氧气和气体等不同的媒介驱动。

当喷嘴放出喷雾时,材料涂层会被喷到工件表面并形成所需涂层。

由于热喷涂设备多种多样,因此其原理也有所不同。

在火焰喷涂和电弧喷涂中,金属线或粉状材料通过电弧的高温气流熔化,然后喷出,形成涂层。

在爆炸喷涂中,将粉末受热和炸药爆炸引起燃烧,并迅速将喷雾喷射到工件表面,形成激波压缩和过流,使粉末焊合在工件表面形成涂层。

热喷涂涂层技术的原理教我们,它利用不同形式的能源通过高温、高压的方式使材料熔化,并在喷嘴的高速气流的冲击下形成涂层层厚不一的被涂物。

这种涂层可通过控制喷涂速度、氢氧燃气比等参数进行调整,使用不同的工艺可实现不同的涂层性能。

二、热喷涂涂层技术的应用1. 航空领域热喷涂涂层技术在航空领域得到了广泛应用。

例如,喷涂铬、铝、钯等金属和氧化铝、钛、金刚砂等陶瓷颗粒,使飞机的发动机零部件、涡轮叶片、气缸等表面附加了防磨损、防腐蚀等功能。

这极大地提高了航空器的安全性、可靠性和寿命。

2. 汽车制造对于汽车的发动机零部件、变速器、氧化催化器、排放系统等其他组件,热喷涂涂层技术同样得到了广泛应用。

热喷涂涂层如陶瓷、合金,意义在于增加其机械性能,提高其使用寿命等。

3. 机械制造热喷涂涂层技术在机械制造领域也被广泛应用。

例如在制造刀具、轴承、滑动轴承时,可在零件表面涂上金属材料或氧化铝导电膜,使零件的运行更加平稳,在运动中产生的磨损减少,逐渐形成了一种全新的应用模式。

热喷涂材料的应用与发展

热喷涂材料的应用与发展

热喷涂材料的应用与发展一、热喷涂材料与技术热喷涂技术是表面工程领域中的十分重要的技术,在过去的十年中,热喷涂技术发展迅速(每年增长5 ̄10%),1997年全球热喷涂产值已高达13.5亿美金。

在各种新型、优质热喷涂技术不断涌现的情况下,热喷涂材料已成为制约热喷涂技术应用和发展的关键。

热喷涂材料分类,通常按材料形态有喷涂粉、丝材、粉芯丝材等;按材料种类有金属及特殊金属材料、有机聚合物材料、陶瓷材料、生物材料;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。

目前,为了满足对材料多功能、高性能等的要求,多种材料的复合、纳米材料、新型合金或非晶材料的使用成为热喷涂材料发展的主要趋势。

二、热喷涂材料的现状与发展热喷涂技术的完善和发展,热喷涂技术的应然而,热喷涂技术的突出特点又使其应用极具潜力。

主要表现在:①表面工程和多种复合材料的结合在材料设计中具有明显的优势;②可方便地调整材料的化学成分;③能够动态形成具有特殊结构性能的复合材料;④多种材料和多种技术的复合可获得优异的性能。

因此热喷涂材料的研究是21世纪热喷涂发展的决定性因素,也是热喷涂技术发展的动力。

1、特殊金属材料锌、铝金属是最常用的热喷涂材料,此类材料已广泛应用于钢构件在苛刻环境条件下的腐蚀保护。

目前,热喷涂金属材料研究较多的是一些合金材料。

英国 Leater T等学者最新开发的线材电弧喷涂Zn-15wt%A1 合金涂层的抗红锈能力明显优于单一金属的涂层。

结果表明,由锌丝、铝丝同时喷涂制备的“伪”合金涂层所具备的抗盐雾能力与其传统的合金层相似,“伪”合金中双相显微弥散是很重要的。

热喷涂用金属合金材料主要有Ni基合金(Ni-20%Cr,Ni-50%Cr、625合金)、Ni 基自熔剂合金(Nil8Crl3MoFeCuBSi:Nil8Cr4MoFeCuBSi,Ni26CrBSi)、Cr基合金(Cr -38%Ni-2.5%Mo-0.5%B-1.0%Si),新近开发的这种Cr基合金在85%V205- 15 % NaCl熔盐槽中900 ℃下进行该合金抗腐蚀试验表明该合金具有极好的抗腐蚀性能,该合金的腐蚀失重约为Ni-20%Cr合金失重的1/7。

热喷涂技术的原理与应用

热喷涂技术的原理与应用

热喷涂技术的原理与应用作为一种新兴的高温涂装技术,热喷涂技术已经广泛应用于各行各业。

热喷涂技术的原理是将金属或非金属材料加热后,在高速气流的作用下喷射到待涂装的物体表面上,形成一层均匀的涂层。

首先,我们来看一下热喷涂技术的原理。

热喷涂技术是一种非常灵活的涂装技术,可以使用各种不同类型的涂料和喷嘴来完成涂装作业。

热喷涂技术通常使用的是高速喷射材料和气体流,在加热和喷射的过程中,将材料熔化或升华,同时与气体流混合,并在物体表面形成涂层。

这种涂覆方式不仅能够对特殊表面进行涂料覆盖,还能够保持与物体表面的接触力,并提高耐磨性和化学稳定性。

接下来,我们来看一下热喷涂技术的应用。

热喷涂技术被广泛应用于航空航天、机床、汽车、石化、化工、建筑和船舶等领域。

在航空航天领域,热喷涂涂层已经被广泛的应用于航空发动机喷嘴、涡轮叶片和燃烧器内部零件等。

在机床制造业中,热喷涂技术用于提高工作表面的耐磨性、减少摩擦和降低噪音。

在汽车制造业中,热喷涂技术被用于制造高性能发动机的零部件、防锈和隔热材料。

在建筑和船舶领域,热喷涂涂层可用于加强钢结构的耐腐蚀性和耐候性。

总的来说,热喷涂技术在各行各业都有广泛的应用。

热喷涂技术的优点是它可以喷涂到各种形状和大小的物体表面,而且比传统的加热方法更加快速、便捷和高效。

此外,热喷涂技术可以使用各种不同类型的喷射材料,包括金属、陶瓷和聚合物等,从而满足各种不同应用需求。

热喷涂技术的局限性包括材料的成本、喷涂速度的限制和涂层质量的均一性等。

在未来,热喷涂技术将会得到进一步的发展和改进。

随着技术的不断精进,热喷涂涂层的品质将得到进一步的提高,甚至可以应用于更加苛刻的环境和条件下。

此外,热喷涂技术也将不断推陈出新,不断针对不同领域和应用需求进行创新。

相信,未来热喷涂技术一定会成为更加完善和强大的新型涂层技术,为各行各业的生产和工作提供更加完美的解决方案。

热喷涂技术及其在中国钢铁行业的应用

热喷涂技术及其在中国钢铁行业的应用

热喷涂技术及其在中国钢铁行业的应用
热喷涂技术是用熔融金属、合金或其他材料(称为热喷涂材料)通过吹射、喷射或扩散在固定结构表面来实现均匀涂覆的一种先进技术。

近年来,热喷涂技术在中国钢铁行业应用越来越广泛,引发了人们关注,为当前钢铁行业发展做出了重要贡献。

首先,热喷涂技术可以有效提高钢铁表面外观效果。

许多钢铁建筑在长期的服役过程中会因环境条件的变化而损坏。

热喷涂技术可以在短时间内重新修复金属表面,提供更加完美的外观效果。

此外,热喷涂也可以抑制金属表面的腐蚀,有效延长使用寿命,提高资源的利用率。

其次,热喷晶技术可以大大提高处理效率,并节约能源。

热喷涂技术具有非常高的节能效益,其加工速度极快,且最低消耗资源量大大减少,整体处理成本非常低。

此外,热喷涂技术还可以去除金属表面的尘埃和碎屑,减轻加工人员的劳动强度,使钢铁行业有效改善作业环境。

最后,热喷涂技术具有一定的安全性,可以有效减少钢铁行业安全事故的发生率。

热喷技术提供的涂层具有良好的附着性能、耐腐蚀性和耐冲击性,能在一定程度上提高工件外形稳定性,从而帮助钢铁行业减少事故风险。

综上所述,热喷涂技术可以为中国钢铁行业创造更多价值。

它能提高外观效果,防止金属表面蚀及抑制工件变形,还可以大大提高处理效率及减少能耗,同时也提高了相关安全措施,有助于延长钢铁产品使用寿命,大大提升钢铁行业的生产效率及经济社会效益。

热喷涂技术及其发展历程与应用

热喷涂技术及其发展历程与应用

热喷涂技术及其发展历程与应用
基材表面预处理
(1)净化处理: 清除表面污垢。
(2)粗化处理: 提高涂层与基体之间的结合牢度。
粗化处理可提高涂层结合强度的理由是:
1)提供表面压应力:
2)提供与涂层颗粒互锁机会;
3)增大结合面积;
4)净化表面。
热喷涂技术及其发展历程与应用
表面粗化处理
(1)表面喷砂
(2)开槽
电厂锅其发展混历流程与式应水用 轮机
航空领域
防护区域: 高温燃气接触部位。 工作状态: 物料磨损、介质腐蚀等。 解决方法: 等离子喷涂、超音速喷涂。 涂层材料: 陶瓷、金属陶瓷、高温合金
热喷涂技术及其发展历程与应用
印刷行业
防护区域: 辊、烘缸、储料槽。 工作状态: 物料磨损、介质腐蚀。 解决方法: 超音速喷涂WC-CoCr涂层、火焰喷涂金属钼涂层、电弧喷涂耐 蚀合金
热喷涂基本过程示意图
热喷涂技术及其发展历程与应用
热喷涂技术及其发展历程与应用
热喷涂技术及其发展历程与应用
热喷涂技术特点
热喷涂技术在应用上已由制备装饰性涂层发展为制备各 种功能性涂层, 如耐磨、抗蚀、抗氧化、隔热、导电、 绝缘、减摩、润滑、防辐射等涂层。
热喷涂既可用于修复,又可用于制造。由于涂层材料的 性能优于基体,用其对零件表面进行涂覆,能使产品质 量得到大幅度提高。
发电系统
防护区域: 锅炉四管(水冷壁营、过热器营、再热器营和省煤器管)、 风机肘轮、风机轴承、风机轮毅等。 工作状态: 高温庸蚀、高速磨粒磨损、海水侵蚀等。 解决方法:喷涂耐磨耐蚀涂层。 涂层材料: 复合芯丝、金属陶瓷、高耐蚀合金。 喷涂工艺:电弧喷涂、超音速喷涂、喷焊。 使用效果:提高耐蚀耐磨寿命3-8倍。

热喷涂技术的应用与展望

热喷涂技术的应用与展望

热喷涂技术的应用与展望摘要:本文综述了热喷涂工艺的特点、分类以及在不同行业的应用和研究现状,并对热喷涂技术的发展趋势进行了展望。

关键词:热喷涂;涂层;应用0引言热喷涂是一种采用专用设备利用热源将金属或非金属材料加热到熔化或熔融状态,借助焰流或外加的推力将熔滴雾化或推动熔粒成喷射的粒束以一定速度喷射到经过制备的基体表面形成某种功能的涂层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐热等性能的新兴表面工程技术[1-2]。

热喷涂技术在航空航天、机械制造、石油化工、电力设备维修,造纸业等领域中得到了广泛的应用,并取得了良好的经济效益[3]。

热喷涂成为金属表面科学领域中一个十分活跃的学科。

1 热喷涂工艺特点热喷涂技术从上世纪初开始出现到现在已有几十年的历史了,热喷涂工艺、设备、喷涂材料以及施工都有了突飞猛进的发展,从早期制备一般装饰性和防护性表面,发展到制备各种功能的功能性涂层;由旧件的修复工艺发展成新产品的强化工艺;由单一涂层发展到多层的包括产品失效分析、涂层设计、工艺设计和施工以及质量检测和控制在内的系统工程,成为像铸、锻、焊、热处理一样的、独立的热加工工艺。

热喷涂技术与其他各种表面技术相比,有许多自身的特点[4]:(1)喷涂材料的选择范围广泛,它几乎包括所有的固体材料。

(2)选择合适的工艺方法几乎能在任何固体材料表面上进行喷涂,这是其它表面技术无法实现的。

(3)一般不受施工场所的限制,既可以在室内喷涂,又可以现场施工。

(4)一般不受工件尺寸及形状限制,既可对工件进行大面积喷涂,也可以对工件进行局部喷涂。

(5)涂层厚度可以在几十微米到几毫米范围内控制。

(6)除喷熔外,热喷涂工艺对基体材料热影响小,并且可以进行控制,它不会影响基体金属的金相组织和机械性能。

(7)能够使涂层具有不同功能,尤其是复合功能。

(8)热喷涂的生产率高.(9)与其他堆焊方法比较,火焰喷熔层和等离子喷熔层的冲淡率较低,而且表面成形平整、光滑、加工余量少。

热喷涂技术及其发展历程与应用课件

热喷涂技术及其发展历程与应用课件
热喷涂
热喷涂:利用热能将喷涂材料熔化,再借助高速 气流将其雾化,并在高速气流的带动下粒子撞击基 材表面,冷凝后形成具有某种功能的涂层。
热喷涂技术发展历史
热喷涂技术最早于1910年由瑞士肖普博士发明,当时命名:“金属喷镀” 1943年美METCO首次出版《金属喷镀》手册 1959年美METCO第七次出版改名《火焰喷涂》手册 1973年9月10-14日在伦敦召开第七届有关国际热喷涂会议,改名“金
等离子弧焰流温度高,适合喷涂高熔点材料。涂层密度 可达85-98% ,结合强度高达35~70Mpa,喷涂质量远优 于火焰喷涂层。主要用于:
1)耐磨、减磨涂层;
2)耐蚀涂层;
3)抗高温氧化、抗高温气流冲刷、热障涂层;
4)制造金属、陶瓷类高烙点复合材料。
爆炸喷涂
将粉末注入喷枪,同时引入氧—乙炔混合气,点燃 引爆气体产生3300℃高温, 粉末被加热并以2倍音速以 上速度喷射到工件表面,形成~20mm直径,~8μm厚 的高结合强度和高致密度的涂层。整个涂层由小圆形薄 片重叠而成。
属喷涂” 1979年9月27-10月1日在美Florida州一著名休养地Miami城召开第八届
国际热喷涂会议,就采用“热喷涂”这一名词,这就是“热喷涂”名词 的由来。
热喷涂技术发展历史
1910年: 线材火焰喷涂技术; 20年代: 电弧丝喷涂技术; 50年代:爆炸喷涂和等离子喷涂技术; 60年代: 自熔性合金粉末火焰、等离子喷涂和喷焊技术; 80年代: 超音速火焰喷涂技术; 90年代: 激光熔覆技术。
热喷涂技术原理
热喷涂是利用热源将喷涂材料加热到熔化或半熔 化状态,借助于焰流或外加的推力将熔滴雾化或推动 熔粒成喷射的粒束,以一定速度喷射到经过制备的基 体表面形成某种功能的涂层。

热喷涂技术研究报告

热喷涂技术研究报告

热喷涂技术研究报告热喷涂技术是一种将热能转化为动能并喷射到被涂物表面的喷涂技术,已经被广泛应用于各个领域,如航空、航天、汽车、电力等。

本文主要介绍热喷涂技术的原理、分类、应用及发展趋势,并探讨了热喷涂技术在未来的发展方向。

一、热喷涂技术的原理热喷涂技术是一种将热能转化为动能并喷射到被涂物表面的喷涂技术。

热喷涂技术可以将固态、液态、气态的物质喷涂到被涂物表面,形成一层保护层或者改性层。

热喷涂技术主要包括火焰喷涂、等离子喷涂、高速气流喷涂、爆炸喷涂等几种类型。

二、热喷涂技术的分类1.火焰喷涂火焰喷涂是最普及的喷涂技术,通过燃烧燃料和氧气产生高温火焰,将喷涂材料加热熔化,并通过氧化反应形成一层涂层。

火焰喷涂涂层具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和抗氧化性。

2.等离子喷涂等离子喷涂是一种高温等离子体喷涂技术,通过电弧放电或者离子束轰击等方式将喷涂材料加热熔化,并通过化学反应形成一层涂层。

等离子喷涂涂层具有优异的耐高温、耐腐蚀等性能。

3.高速气流喷涂高速气流喷涂是一种将喷涂材料加热熔化后通过高速气流喷涂到被涂物表面的喷涂技术。

高速气流喷涂涂层具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性。

4.爆炸喷涂爆炸喷涂是一种通过爆炸将喷涂材料加热熔化后喷涂到被涂物表面的喷涂技术。

爆炸喷涂涂层具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性。

三、热喷涂技术的应用热喷涂技术已经被广泛应用于各个领域,如航空、航天、汽车、电力等。

以下是热喷涂技术的应用领域:1.航空航天热喷涂技术可以用于飞机发动机叶片、涡轮叶片、火箭发动机喷管等高温部件的保护和修复。

热喷涂技术可以提高这些部件的耐高温性能和耐腐蚀性能。

2.汽车制造热喷涂技术可以用于汽车发动机缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴等零部件的修复和加固。

热喷涂技术可以提高这些部件的耐磨性能和耐腐蚀性能。

3.电力工业热喷涂技术可以用于涡轮机叶片、蒸汽涡轮机叶片、汽轮机叶片等高温部件的保护和修复。

热喷涂技术可以提高这些部件的耐高温性能和耐腐蚀性能。

制造工艺中的热喷涂与涂层技术

制造工艺中的热喷涂与涂层技术

制造工艺中的热喷涂与涂层技术制造工艺中的热喷涂与涂层技术是一种常见且广泛应用于各行各业的技术方法,可为材料和零部件提供保护、改善性能以及增加附加功能。

本文将介绍热喷涂与涂层技术的原理、应用以及未来发展趋势。

一、热喷涂技术原理热喷涂技术是利用高速喷涂设备将热源与材料喷涂在被加工物品表面形成涂层。

它的主要原理是将热能与材料粉末互相作用,使材料粉末熔融或半熔融状态,并通过高速气流将其喷涂在被处理物的表面上。

在接触被处理物表面后,喷涂材料迅速冷却并凝固,形成坚固的涂层。

二、热喷涂技术的应用1. 表面保护:热喷涂技术可以为金属和非金属材料提供有效的表面保护层,常用于防止锈蚀、氧化以及抗磨损等。

例如,在航空航天领域,热喷涂技术用于飞机引擎的涡轮叶片上,可提供高温耐受、防腐蚀和提高动力性能。

2. 功能改善:通过热喷涂技术,可以对材料的表面性能进行改善。

例如,通过在汽车发动机缸膜上喷涂高温涂层,可以提高燃烧效率并减少排放。

3. 摩擦减少:在机械设备或工具等领域,热喷涂技术可以降低材料的摩擦系数,提高工作效率并减少磨损。

4. 修复和再制造:热喷涂技术可以修复受损部件的表面,并延长其使用寿命。

例如,船舶领域中利用热喷涂技术修复受腐蚀的金属外壳。

三、涂层技术的发展趋势1. 环保减排:未来,热喷涂技术将更加注重环境保护和资源可持续利用。

研发更环保、低排放的喷涂材料以及开发高效能的喷涂设备将成为行业发展的趋势。

2. 超级涂层:随着科技的进步,涂层技术将朝着更高性能方向发展。

超级涂层的应用将使材料具备更高的强度、更好的耐磨性和更高的防腐蚀性能。

3. 智能喷涂:热喷涂技术的自动化和智能化将成为未来的发展方向。

智能喷涂技术将实现对肉眼无法观察到的微观缺陷的检测和快速喷涂。

综上所述,热喷涂与涂层技术在制造工艺中扮演着不可或缺的角色。

它为材料和零部件提供了保护和功能改善,广泛应用于各行各业。

未来,热喷涂技术将逐渐向着环保减排、超级涂层和智能喷涂方向发展,并为制造业的创新和进步做出更大贡献。

热喷涂技术的应用和发展

热喷涂技术的应用和发展

热喷涂技术的应用和发展摘要:热喷涂成为金属表面科学领域中一个十分活跃的学科。

本文阐述热喷涂技术的工艺特点,以及对电热爆炸喷涂、超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂、激光喷涂等新型热喷涂技术进行分析,总结热喷涂技术的应用状况,探讨热喷涂技术的发展趋势。

关键词:热喷涂;电热爆炸喷涂;超音速火焰喷涂;超音速等离子喷涂;激光喷涂;引言砖瓦行业技术的飞速发展 ,对提高主要设备的金属材料性能 ,拓宽它的功能 ,延长设备中零部件的使用寿命提出了越来越高的要求。

而当前又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题 ,为同时解决这两个方面的问题 ,近年来金属表面工程发展很快 ,尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展。

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。

其能赋予材料表面一些特殊的性能,如提高耐腐蚀性、电绝缘性、耐磨减摩、抗高温氧化性及电磁屏蔽吸收等功能。

热喷涂层材料可以是金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料以及复合材料等,其涂层广泛应用于航空航大、石油化工、机械制造、冶金、交通运输、建筑等领域。

热喷涂成为金属表面科学领域中一个十分活跃的学科。

1 热喷涂技术的特点自1910年瑞士肖普博士发明了一种火焰喷涂装置(即热喷涂)以来,热喷涂技术已有很大发展,尤其是20世纪80年代以来,热喷涂技术的应用取得了很大的成就。

与其他各种表面技术相比,热喷涂技术有其自身的特点[1]:(1) 由于热源的温度范围很宽,因而几乎可在各种基体上制备各种材质的涂层,包括金属,合金,陶瓷,金属陶瓷,塑料以及由它们组成的复合物。

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,基体温度一般在30到200℃之间,因此对基材的组织和性能几乎没有影响,工件变形也小,热影响区浅。

(3) 操作灵活。

热喷涂中的喷涂材料的应用与开发新技术

热喷涂中的喷涂材料的应用与开发新技术

热喷涂中的喷涂材料的应用与开发新技术热喷涂技术是指在高温和高速气流的作用下,将粉末状或线状材料喷射到工件表面,形成一层涂层的一种表面修复技术。

它具有高效、省材料、低能耗等特点,在航空航天、汽车制造、电力、化工、建筑等领域得到广泛的应用。

其中,喷涂材料是热喷涂技术中不可或缺的部分,其优劣直接决定了涂层质量和使用效果。

一、常用喷涂材料常用的喷涂材料包括金属材料、合金材料、陶瓷材料、高分子材料等。

金属材料包括铝、锌、铜、铁、钛等,合金材料包括钴基合金、镍基合金、钛基合金等,陶瓷材料包括氧化铝、氧化锆、碳化硅等,高分子材料包括聚酰亚胺、聚四氟乙烯等。

这些材料在热喷涂技术中有着不同的特点和应用范围。

金属材料可以形成致密、耐热、耐腐蚀的涂层,适用于飞机、火箭、汽车和电力设备等领域;合金材料具有高温强度、耐腐蚀和耐磨损等性能,适用于航空航天、石油化工等领域;陶瓷材料具有高硬度、高耐热性和高耐蚀性等特点,适用于燃气轮机、汽车发动机等高温高压领域;高分子材料具有良好的耐腐蚀、耐磨损、防粘附等性能,适用于食品、医药等领域。

二、开发新型喷涂材料随着科技的不断进步,热喷涂技术对喷涂材料的要求越来越高。

特别是在军工、航天、新能源等高科技领域,需要更多性能更优异、适应更恶劣环境的涂层材料。

因此,开发新型喷涂材料已成为热喷涂技术领域的研究热点,具有重要的实际应用和经济价值。

1、纳米材料纳米材料指晶粒尺寸在1-100纳米之间的材料。

由于具有大比表面积、热稳定性好、力学强度大等特点,纳米材料在热喷涂技术中应用前景广阔。

例如,利用纳米氧化铝材料在钢结构表面喷涂处理,可显著提高钢材的抗腐蚀能力和耐热性。

此外,还有石墨烯、纳米碳管等纳米材料可以应用于喷涂材料的开发中。

2、复合材料复合材料是由两种或多种材料按一定比例混合而成的材料。

复合材料不仅可以结合多种材料的优点,而且还可以改善单纯材料的缺点。

在热喷涂技术中,复合材料喷涂材料具有热稳定性好、耐腐蚀性强、硬度高等特点。

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热喷涂材料的应用与发展
一、热喷涂材料与技术 热喷涂技术是表面工程领域中的十分重要的技术,在过去的十年中,热 喷涂技术发展迅速(每年增长5 ̄10%),1997年全球热喷涂产值已高达13.5亿 美金。 在各种新型、优质热喷涂技术不断涌现的情况下,热喷涂材料已成为制 约热喷涂技术应用和发展的关键。热喷涂材料分类,通常按材料形态有喷涂粉、 丝材、粉芯丝材等;按材料种类有金属及特殊金属材料、有机聚合物材料、陶 瓷材料、生物材料;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。目前,为了满足对材料多功能、 高性能等的要求,多种材料的复合、纳米材料、新型合金或非晶材料的使用成 为热喷涂材料发展的主要趋势。
目前,新开发出一种冷喷涂工艺,又称冷气体动力喷涂,该方法可显著 提高气流速度,达1500m/s以上,同时保持喷涂粒子是固态,通过高速粒子动 能使粒子冲击到基材表面发生塑性变形,从而形成涂层。该方法可有效抑制涂 层金属粒子氧化,减少化合物粒子的分解、相转变,确保涂层的相结构和性能; 而且涂层的热应力减少,呈塑性变形压应力,有利于涂层抗磨性的提高。因此 用该方法喷涂的Cu、Ti涂层中氧化物含量低,涂层致密,结合强度高,可满 足特殊工矿的使用要求。
此外,准结晶也是在材料学中最新引入的热点之一,它具有有序度好但 非周期性的结构特点。它带有阻止旋转的对称性。在工程应用中准晶的潜在用 途如硬度、刚度,低摩擦,抗磨损、抗氧化性能在最近已开始引人注目。Tasi等发现A1-Cu-Fe系统形成准结晶相,它在非常接近熔点温度下稳定,Sordeklet等研究用等离子喷涂A1-25Cu-12Fe准结晶的涂层来代替电沉积铬涂 层的可行性。
1、特殊金属材料 锌、铝金属是最常用的热喷涂材料,此类材料已广泛应用于钢构件在苛 刻环境条件下的腐蚀保护。 目前, 热喷涂金属材料研究较多的是一些合金材 料。 英国Leater T等学者最新开发的线材电弧喷涂Zn-15wt%A1合金涂层的 抗红锈能力明显优于单一金属的涂层。结果表明,由锌丝、铝丝同时喷涂制备 的“伪”合金涂层所具备的抗盐雾能力与其传统的合金层相似,“伪”合金中 双相显微弥散是很重要的。热喷涂用金属合金材料主要有Ni基合金(Ni-20%Cr,Ni-50%Cr、625合金)、Ni基自熔剂合金(Nil8Crl3MoFeCuBSi:Nil8Cr4MoFeCuBSi,Ni26CrBSi)、Cr基合金(Cr -38%Ni-2.5%Mo-0.5%B-1.0%Si),新近开发的这种Cr基合金在85%V205- 15%NaCl熔盐槽中900℃下进行该合金抗腐蚀试验表明该合金具有极好的抗腐蚀性能,该合金的腐蚀失重 约为Ni-20%Cr合金失重的1/7。
2、陶瓷材料
陶瓷材料因为其优异的高温性能如:高温稳定性好、硬度高、熔点高, 而成为热喷涂技术中常用的一种喷涂材料。这类材料主要用于高温部件(发动机
等)的腐蚀、氧化及磨损防护。如用大气等离子喷涂方法制备的Zr02-Si02陶瓷
涂层, 该材料喷涂后形成立方t-Zr02和无定形a-Si02涂层结构。通过1473K热处理,T-Zr02相转变为单斜m-Zr02,涂层中的裂纹小时,开孔孔隙下降,该涂层可用于恶劣工况下防腐和抗氧化保护。然而,单一的陶瓷涂层因为其具有 较多的孔隙、 较差的断裂韧性和与金属底材差别较大的热膨胀系数而受到较大 的限制。因此,金属陶瓷涂层的研究和应用研究较多。目前此类涂层材料主要 集中在Cr3C2-(NiCr)、WC-Co或WC—Co-Cr、WC-Cr-Ni、TiC-CrNiMo等的性 能研究和应用。Cr3C2—(NiCr)金属陶瓷涂层高温稳定性好、硬度高、热膨胀系 数与钢接近,主要用于高温抗氧化、磨损和腐蚀,如高温密封系统和汽轮机耐 冲刷。法国学者Bartys等应用空气等离子喷涂和爆炸喷涂等方法制备的Cr3C2-(NiCr)涂层致密,在高温各种载荷和速度下均表现出优异的抗磨性和摩 擦系数稳定性,用于高能铁道制动器部件及一些高温抗磨部件具有较好的效果。
温度下可实现非晶的晶体化,此时涂层具有很高的硬度,维氏硬度可达1000- 1400kg/mm。2用LPPS制备的全非晶相涂眉具有最高的耐蚀性,所有的非晶涂层的Байду номын сангаас蚀性均比18-8不锈钢涂层的好。另外, 研究表明, 在用电弧喷涂工 艺制备非晶态合金涂层材料Fe-Cr-C、Fe-B时,加入稀土材料形成的Fe-B-REM非晶涂层可以显著提高涂层的性能,以上的研究说明非晶材料将会成为热喷涂 防腐、抗磨涂层领域研究和应用的— 种极具发展潜力的材料。
二、热喷涂材料的现状与发展(剖析主流资金真实目的,发现最佳获利 机会!)
随着对工程机械设备性能要求的不断提高,热喷涂技术的完善和发展, 热喷涂技术的应用主要受限于热喷涂材料和工艺设备的发展。然而,热喷涂技术的突出特点又使其应用极具潜力。主要表现在:①表面工程和多种复合材料 的结合在材料设计中具有明显的优势;②可方便地调整材料的化学成分;③能 够动态形成具有特殊结构性能的复合材料;④多种材料和多种技术的复合可获得优异的性能。因此热喷涂材料的研究是21世纪热喷涂发展的决定性因素,也 是热喷涂技术发展的动力。
近年来,有关热喷涂非晶材料的研究成为学者们关注的一个焦点。有报 道表明某些非晶态金属合金比相似成分的晶态合金具有高得多的耐磨性和耐蚀 性。因此,很多学者试图利用涂层状态的非晶态合金来降低磨损和腐蚀。Jin H.-W., 等人研究了爆炸喷涂Fe-Cr-B合金涂层的微观组织和耐磨性。研究表 明,Fe-Cr-B合金涂层在滑动摩擦过程中动态产生非晶态表面膜,导致涂层的 耐磨性显著提高,同时摩擦系数显著降低。这种涂层在摩擦过程中向非晶态转 变主要是由于含有过饱和B和Si的Fe-Cr固溶体相造成的。 此类在涂层表面 能动态形成非晶态层的结构材料具有极大的应用潜力,可用于在苛刻条件下工 作的滑动摩擦部件的抗磨和防腐。Wang B等人考察了几种试验性非晶态热喷涂涂层的高温耐蚀性能。结果表明,Duocor涂层具有最好的耐蚀性能,与AISI钢相比,材料的腐蚀减少26倍;XJ-16,60T和Armacor M涂层具有相同的耐蚀能力,材料腐蚀减少了近7倍。 这些涂层的高温耐蚀性是由于高密度和细微 的板条组织造成。Kishi-take等采用低压等离子喷涂设备(LPPS)制备的Fe—10Cr-13P-7C合金的非晶涂层,具有非常好的抗腐蚀性。此外,Otsubo等用低 压等离子喷涂(LPPS)、高速火焰喷涂(HVOF)和高能等离子喷涂(HPS)分别制备 了Fe-Cr(—Mo)-C(—P)金属合金非晶涂层。结果发现,LPPS涂层中只有非晶相,而其它涂层是非晶与晶体相的混合,涂层均显示出很高的硬度。在773K或更高
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