喷涂与喷焊的区别
热喷涂与热喷焊
（3） 冶金-化学结合：熔融粒子撞击基材表面时释 放出的能量使喷涂材料与基材之间发生局部扩散和 焊合，形成冶金结合。如喷涂镍包铝复合粉末时的
放热反应。
热喷涂的涂层与基材的结合主要以机械结合为 主，结合强度较差(<70MPa)。
二.热喷涂技术的分类及特点 1.热喷涂技术的分类（按热源分类）
热喷涂 燃气法 气体放电法 火 焰 线 材 喷 焊 热电法 感 应 加 热 喷 涂 激光热源法 激 光 喷 涂
三.热喷涂材料 1.喷涂材料的分类（非金属类）
非金属类 分 类 品 种 (1)A1 系：A12O3、 A12O3·SiO2、 Al2O3· MgO (2)Ti 系：TiO2 (3)Zr 系：ZrO2、ZrO2·SiO2、CaO-Zr02、MgO- ZrO2 (4)Cr 系：Cr2O3 金属碳化物 及硼化物 包覆粉 团聚料 熔炼粉及 烧结粉 塑 料 (1) WC、W2C；(2)TiC； (3)Cr3O2、Cr23C6；(4))B4C、SiC Ni 包 Al、Ni 包金属及合金、Ni 包陶瓷 金属+合金、WC 或 WC-Co+金属及合金、氧化物+金 属及合金、氧化物+氧化物 碳化物+自熔性合金、WC+Co (1) 热塑性粉末：聚乙烯、尼龙、聚苯硫醚 (2) 热固性粉末：环氧树脂
复合线材
金属包陶瓷 塑料包覆
三.热喷涂材料 1.喷涂材料的分类（金属类）
金属类 分 类 品 种 纯金属 合 金 Sn、Pb、Zn、A1、 Cu、Ni、W、Mo、Ti 等 (1)Ni 基合金：Ni-Cr、Ni-Cu；(2)Co 基合金：CoCrW (3)MCrAlY 合金： NiCrAlY，CoCrAlY、FeCrAlY (4)不锈钢；(5)铁合金；(6)铜合金；(7)铝合金 (8)巴氏合金；(9)Triballoy 合金 (1)Ni 基自熔性合金：NiCrBSi、NiBSi 自熔性合金 (2)Co 基自熔性合金：CoCrWB、CoCrWBNi (3)Fe 基自熔性合金：FeNiCrBSi (4)Cu 基自熔性合金
机械设备维修中热喷涂与喷焊技术研究
根据零件 材料和涂层材 料而定 。净化 处理的 目的就 是去掉 零件表面 的氧化皮 、油渍等污物 ，关 键是要去掉渗入 的油
脂 。粗化 处理则是为 了增 加涂层材料 与基 材之 间的接 触面 积，如喷砂、滚花、电拉毛等方式 。 １ ． ２ ． ２ 预 热处理 ：预 热是针对 工件进 行加 热处理 ，
荷 的工件 为了提高涂层 结合 的强度 ，必要 时应对涂层进行
ｌ 热喷涂技术特征
１ ． １ 热 喷涂 概述
热 喷涂技术是利用 电弧等热源 ，将喷涂材料 从 固体变 为熔 融状态 ，在 高压气流 的推动 下喷涂材料被 雾化 ，直接 喷射 到机 械零件 的表 面 ，材料 喷射到工件表 面上 受到 阻力 影 响而形成扁平状 ，附着到工件 表面达到修 复磨损表面 的 目的。持续 的喷涂 则可 以使得 喷涂材料之 间相互 咬合 ，进
（ 焊 ）技术对 机械部件 的表 面进行维护 与再造可 以利用较
低 的成本 恢 复零 件 的性 能 ，对 于 工厂 节 能减排 和 资源 节 约、建设环境 友好型社会具 有举足轻重 的作用 。热喷涂 和 喷焊技术是主 要的技术类 型，技术优势和应 用都有较 为广
阔的前景。
处理 ，主要是防止腐蚀 介质 深入到涂层 内而对基材产 生影 响 。用于 防腐的材料主要有 石蜡 、环氧树 脂、硅树脂等 ， 也可利用 氧化物作为 防腐剂 。当然防腐剂 的选择应根据介 质 、环境 、温 度等进行综合 选择 ，对于承 受高温或者重载
２ ． ２ 喷焊 技术 过程 分析
喷焊 的过程是利用离子 气在钨极和喷 嘴之间施加高 频 火花 ，引燃非转移弧 ，借助其引燃转移 弧 。此时通过送 粉 气和保护气 ，焊接材料被送 入气 枪 ，粉末经 过 电弧形成熔 融状态 ，并喷射到零件表面 ，工件焊接部位在 转移弧 的作 用下形成熔池 ，喷射到熔池 的焊 接材料与基材 相结合形成
船机检修技术-热喷涂工艺new
凹切
1
喷前准备
包 括
清洁 粗化
2
3
非喷涂表面的隔离保护
预热
4 热喷涂 5 后处理
表面预处理
➢净化处理的目的是除去工件表面的所有污垢， 关键是除去工件表面和渗入其中的油脂。
➢粗化处理的目的是增加涂层与基材间的接触 面， 增大涂层与基材的机械咬合力，以提高 涂层与基材的结合强度。同时对提高涂层的 结合强度也是有利的。
热喷涂工艺
热喷涂工艺
热喷涂 - 喷涂与喷焊的总称 是一种表面强化技术（满足不同的性能要求） 也是一种修复工艺（恢复损伤零件的原有尺寸和几何精度，恢复配合性质）。
定义：利用某种热源, 如电弧、等离子弧、燃 烧火焰等将粉末状或丝状的金属和非金属涂层
材料加热到熔融或半熔融状态, 并使之雾化、 加速，最后喷射到零件表面, 形成覆盖层的一 种工艺。
热喷涂
➢喷涂方法主要取决于选用的喷涂材料 、工件的工况 及对涂层质量的要求。 ➢热喷涂过程
喷底粉：厚度0.1～0.2mm。 喷工作层：厚度0.3～1.5mm（依要求而定） ➢后处理 有尺寸精度要求的，要对涂层进行机械加工。
热喷涂的工艺特点
✓（ 1 ） 适 用 材 料 范 围 广 ： 金 属 和 非 金 属 。 ✓（ 2 ） 喷 涂 材 料 广 ： 金 属 、 合 金 、 陶 瓷 、 有 机 树 脂 等 材 料 。 ✓（ 3 ） 设 备 和 工 艺 简 单 ， 操 作 容 易 ， 加 工 时 间 短 ， 生 产 效 率 高 。 ✓（ 4 ） 喷 涂 热 应 力 小 ， 零 件 变 形 小 ， 喷 焊 热 应 力 大 。 ✓（ 5 ） 涂 层 厚 度 从 0 . 0 5 m m 到 几 毫 米 ， 被 喷 零 件 尺 寸 不 限 。 ✓（ 6 ） 涂 层 内 部 多 孔 ， 可 存 油 ， 润 滑 性 好 。 ✓（ 7 ） 喷 涂 涂 层 结 合 强 度 低 ， 只 有 5 ~ 5 0 M P a ， 抗 冲 击 性 能 差 。 喷 焊
喷涂与喷焊的区别
喷涂与喷焊的区别1.与基体金属的结合形成不同:喷涂层与零件表面主要为机械结合，结合强度低，约为5MPa～50MPa，抗冲击性能差。
喷熔涂层与零件表面为冶金结合，结合强度高，约为300MPa～700MPa。
2. 喷涂材料不同:喷焊要求使用自熔性合金粉末,而喷涂则对粉末的自熔性要求不高,且不一定是自熔性合金粉末,各种自熔性合金粉末既可用于喷焊又可用于喷涂,但喷涂粉末不具备自熔性只能用于喷涂而不能用于喷焊工艺。
3. 工件受热情况不同:喷涂与喷焊过程中,喷前预热温度不同,工件受热影响不同,喷后工件的组织、性能亦不同。
4. 涂层的致密性不同:喷焊层致密,而喷涂层中有少量孔隙（孔隙率和均匀程度是喷涂的重要检验依据）。
5. 承受载荷的能力不同:喷涂层一般能承受大面积接触,多在有润滑条件的工作表面,配合面以及其它受力较小的工况条件下使用,喷焊层却能承受较大的冲击力,挤压应力或接触应力等。
热喷涂定义是这样原一系列过程：以某种形式的热源将喷涂材料加热，受热的材料形成熔融或半熔融状态的微粒，这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成具有一定特性的喷涂层。
喷涂材料喷涂材料有粉、线、带和棒等不同形态，它们的成分是金属、合金、陶瓷、金属陶瓷及塑料等。
粉末材料居重要地位，种类逾百种。
线材与带材多为金属或合金（复合线材尚含有陶瓷或塑料）；棒材只有十几种，多为氧化物陶瓷。
喷涂方法以提供热源的不同，可分为燃烧法及电热法。
前者包括燃烧火焰喷涂、爆炸喷涂及高速火焰喷涂(HVOF);后者包括电弧喷涂及等离子喷涂（又分常压等离子喷涂与水稳等离子喷涂）。
喷涂工艺对涂层产生重要影响的是喷涂湿度（严格地说，是熔滴冲击基体表面时的温度）和熔滴冲击表面的速度。
涂层的形成及其评价:喷涂材料经过具有某种热源形式的喷涂设备喷射之后，在到达被喷涂的基体表面之前，其飞行时间只有几千分之一秒或更少。
在如此之短的时间内，它被加热、熔化或半熔化，形成细小而分散的熔滴，冲向基体表面，被击成扁平的叠状小片，先前生成的扁片又被后来者所覆盖，很快就形成由很多扁平罗叠而成的覆盖层，即为喷涂层。
6热喷涂、喷焊与堆焊技术
4. 热喷涂用复合材料(粉末、丝材)
（主要）为适应热喷涂工艺而制备的复合材料
表6-9
通过增强相增强涂层性能的复合材料
四、热喷涂技术的应用
1. 喷涂耐腐蚀涂层
普利茅斯海湾
热喷涂锌
跨海大桥
汽轮机转子
水轮机机座
2. 喷涂耐磨涂层
延长零件使用寿命、修复磨损失效的机械零件(再制造工程)。
水轮机叶片 球阀球体碳化钨喷涂层
3. 等离子喷涂工艺
特点：(高温低压等离子体)
(优点)焰流温度及速度高，喷涂材料适应面广，特别适合喷涂高熔点材料；涂层密 度及 结合强度高。 (缺点)热效率低、沉积效率较低，设备相对复杂、价格较贵，喷涂成本高。
等离子喷涂设备包括电源、电气控制系统、喷枪、气源和气路、 供粉系统、水冷系统等。
三、等离子喷焊
定义：
采用等离子弧作为热源加热基体，使其表面形成熔池，同时将喷 焊粉末材料送入等离子弧中，粉末在弧柱中得到预热，呈熔化或半 熔化状态，被焰流喷射至熔池后，充分熔化并排出气体和熔渣，喷 枪移开后合金熔池凝固，形成喷焊层的工艺过程。
(工件带电，联合弧)
(工件不带电，非转移弧)
非转移弧： 工作时首先引燃，再建立转移弧
二、堆焊工艺方法
各种焊接方法都可以用来进行堆焊。 常用堆焊工艺方法： 氧－乙炔焰堆焊 手工电弧堆焊 钨极氩弧堆焊 熔化极气体保护电弧堆焊 埋弧堆焊 等离子弧堆焊 电渣堆焊 堆焊材料通常为棒状、管状、带状。
等离子弧堆焊
稀释率、熔敷速度和堆焊层厚度是最重要的指标。
(在允许的稀释率水平下尽可能提高熔敷速度。)
涂层及基体材质广泛 基体温度低 操作灵活
热喷焊和热喷涂的差别
热喷涂与热喷焊的区别
1、涂层结合机理不同
热喷涂的结合机理是：机械结合、冶金—化学结合、物理结合。
其中以机械结合为主。
喷焊的结合机理是：化学冶金结合，实现原子间的永久连接。
2、工件受热情况不同
喷涂无重熔过程，工件表面温度可始终控制在250℃以下。
一般不产生变形和使工件的组织状态发生变化。
而喷焊要使涂层融化，重熔温度可达900℃以上，不仅易引起工件变形，而且多数工件会发生退火或不完全退火。
3、与基材的结合状态不同
喷涂层与基材表面的结合以机械咬合为主，尽管存在微区冶金结合，涂层结合强度不高，一般为30~50 MPa。
喷焊通过涂层熔化与基材表面形成冶金结合，结合强度一般可达
343~440MPa。
4、喷涂材料不同
喷焊要求使用自熔性合金粉末，而喷涂则对粉末的自熔性要求不高，且不一定是自熔性合金粉末，各种自熔性合金粉末既可用于喷焊又可用于喷涂，但喷涂粉末不具备自熔性只能用于喷涂而不能用于喷焊工艺。
粉末火焰喷焊所用粉末必须是自熔性合金粉末，而喷涂所用粉末不受限制。
5、覆盖层结构不同
喷焊层均匀致密，一般认为无孔隙，而喷涂层有孔隙。
6、承载能力不同
喷涂层不能承受冲击载荷和较高的接触应力，适用于各种面接触工件的表面喷涂。
喷焊层可承受冲击载荷和较高的接触应力，可用于线接触场合。
综上所述，当工件承载大，尤其是受冲击负荷作用和在腐蚀介质中使用时，以采用喷焊为宜，当工件不允许有变形发生或不允许改变其原始组织，而且工件不承受或仅承受轻微冲击载荷时，则宜采用喷涂。
目前广泛采用的有粉末火焰喷焊及等离子弧喷焊两种工艺。
热喷涂与喷焊
热喷涂与喷焊1.简要说明表面工程概念的含义，常用的表面工程手段或方法有哪些？表面工程是材料表面经预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面工程技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所需要表面性能的系统工程。
表面工程技术分为三类：表面合金化、表面覆层与覆膜技术和表面处理。
表面合金化：包括喷焊、堆焊、离子注入、转化膜技术、扩散渗入、激光熔敷、热渗镀等。
表面覆层与覆膜技术：包括电化学沉积、化学沉积、气相沉积、热喷涂、电镀、化学转化处理、电刷镀、化学镀、气相沉积、涂装、堆焊、金属染色、热浸镀等。
表面处理：包括激光、电子束热处理技术以及喷丸、辊压、孔挤等表面加工硬化技术，表面纳米化加工。
2.什么是热喷涂，主要有哪些具体方法？热喷涂技术是采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧、激光等作热源，使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及它们的复合材料等喷涂材料加热到熔融或半熔融状态，通过高速气流使其雾化，然后喷射、沉积到经过预处理的工件表面，从而形成附着牢固的表面层的加工方法。
热喷涂技术依照所采用的热源不同通常可分为：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和冷喷涂四大类：①火焰喷涂：利用气体燃烧放出的热进行的热喷涂称火焰喷涂。
火焰喷涂最常用的喷涂热源是氧乙炔焰。
根据喷涂材料的形状可分为丝材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。
②电弧喷涂：将两根被喷涂的金属丝作为自耗电极，利用其端部产生的电弧作为热源来熔化金属丝材，用压缩空气进行雾化的热喷涂方法。
③等离子喷涂：采用等离子弧为热源，以喷涂粉末材料为主的热喷涂方法。
④冷喷涂：它不使用任何高温火焰来直接加热熔化喷涂粉末。
它采用高压高速的气流驱动喷涂材料粉末来进行喷涂，当固态粉末粒子的速度高于某一临界值时，粒子与基材发生粘合沉积，从而形成涂层。
高压气源产生的高压气体分别用作工作气体和送粉气体，气体加热器分别预热工作气体和送粉气体至100～600℃。
探讨喷涂和喷焊技术在机械设备维修中的应用
探讨喷涂和喷焊技术在机械设备维修中的应用【摘要】机械设备对多数企业来讲都是不可缺少的，也应该纳入固定资产范围之内，由于长期运作，难免会因为摩擦等因素引起机械设备出现各种故障，为保证生产能够顺利进行，则需加强对机械设备的维修。
维修方法有很多，本文主要介绍了喷涂、喷焊两种技术。
【关键词】喷涂喷焊机械设备维修机械设备对整个企业生产来说，起着相当重要的作用，其工作效率以及维修成本等直接关系着企业的经济效益。
如今，工业发展迅速，生产环境越来越复杂，加上机械内部结构的不断改变，在长期使用过程中，常会出现不同程度的摩擦损伤，有时只是几个零件的损坏，导致整个机械维修起来相当困难。
在运行时，摩擦是最为常见的现象，由于各个零件表面相互接触，精度或尺寸都会有所磨损。
为有效地解决磨损问题，可采用喷涂或喷焊技术，通过强化零件的抗氧化性和耐磨性，减少磨损，延长其使用寿命。
1 喷涂技术1.1 特点喷涂技术是一种表面处理技术，借助一定的热源对喷涂材料进行加热处理，当达到熔融或软化状态时，通过热源自身或者高速气流，将熔滴雾化后，以一定的速度喷射到经过预热处理的基体材料表面，从而形成牢固的表面层。
和其他的表面处理技术相比，喷涂技术具有很多优点，首先，此技术操作方便，而且易灵活掌握，由于成本较低，还具有良好的经济性；其次，使用范围较广，陶瓷、金属丝材、合金丝材以及高分子材料等都领域都有所应用；再者，生产效率高，由于其基体限制少、要求不高，在实际运用时，特别是一些中小型零件的维修中，方法简单，涂层厚度容易把握，不论是日常维护，还是抢修工作，都比较适用；此外，喷涂技术方法多样，功能众多，能耐高温、耐磨，具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。
1.2 功能涂层1.2.1耐磨性涂层磨损在机械设备的损害中占有很大比例，而且阻碍着整个设备的正常运行，如果不加以重视，极有可能会导致生产质量下降，带来巨大损失。
为增强机械的耐磨性，常通过喷涂技术在机械表面涂上一定厚度的耐磨涂层，降低设备零件的更新频率，从而节约成本。
re 第六章 热喷涂、喷焊与堆焊技术
热喷焊技术：
分类： 氧-乙炔火焰喷焊 等离子喷焊 激光熔覆
喷焊的特点：
（1）涂层组织致密，缺陷少，与基体冶金结合，强 度结合是热喷涂的10倍，因此，可以涂敷几个毫米 厚，不会开裂，这样热喷焊可以用于修复表面磨损 的零件，或者用来强化表面。 （2）热喷焊时，存在一个涂层材料与基体匹配的问 题。因为和基体要达到冶金结合，真要炼合金，两 种材料必须能炼到一起去。实际就是涂层材料基体 材料必须能够液态和固态时能够有一定的溶解度。 另外，基体材料的熔点要高于涂层材料的熔点，通 常基体有少量熔化，但是不容许基体塌陷。从这些 条件来看，喷焊材料的选择范围比热喷涂小多了。
相对比较而言，粉末喷涂选材容易，因为制粉比制线材容易多了。 火焰喷涂适用于金属材料和塑料，因为焰流温度比较低（800-2电极之间产生的放电作为热源的。两根丝材接在直流电源 的正负极上，在离开导嘴后短接，产生电弧，电弧就会稳定的燃烧，不断熔 化喷涂材料，在压缩空气的作用下雾化，并喷涂在基体表面上。电弧喷涂比 火焰喷涂质量要好，涂层致密度高，结合强度高。但是只能用于导电的金属 线材。通常用来喷涂防腐的锌铝涂层。
η为喷焊层的稀释率，A为喷焊的金属质量，B为基 体熔化的质量。所以，稀释率不能大，否则涂层成 分会严重偏离你设计的成分。
二、热喷焊工艺
（1）氧-乙炔火焰喷焊 用氧-乙炔混合气体燃烧的火焰作为热源。设备就是喷 焊枪、气焊的那一套，气瓶，焊枪和普通气焊枪的区别 就是加了套送粉机构，一个粉斗，再加一个开关。
5．涂层的结合强度 热喷涂层的形成是液滴与基体撞击后变形与基体不平处咬 合在一起，后来的颗粒是一层层镶嵌在一起的，因此，结合属于 机械结合。结合力较低，只能达到母体材料的30%以下，最高能 达到70MPa. 6．热喷涂的技术特点 （1）可以制备各种材质的涂层 （2）基体温度低 基体温度在30-200℃，变形小。 （3）操作灵活 （4）涂层厚度范围广 几十个um到几个mm都能喷涂，另外效率高，成本低。 7. 热喷涂的工艺流程 基体表面预处理（清洗、粗化3.2-12.5um， 粘结底层，就是 选择容易喷涂的材料打底，然后再喷涂涂层材料，底层材料有NiAl Ni-Cr合金等）——热喷涂——封孔（就是用一些树脂类物质 把孔隙填充。提高抗腐蚀能力）——机加工。
喷涂与喷焊
喷涂一般采用高碳钢，以弥补碳元素的烧损。
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2.粉芯丝材 粉芯丝材包括外皮和粉芯两部分，是由金属外皮内
包装着不同类型的金属、合金粉末或陶瓷粉末构成
的，因而同时具备丝材和粉末的优点，能够进行柔
性加工制造，拓宽了涂层材料的成分范围，并可制
造特殊的合金涂层和金属陶瓷复合材料涂层。
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第六章船机零件的修复工艺
三、粉末火焰喷熔 l.喷熔原理 喷熔(或喷焊)也是利用氧-乙炔焰作热源，用 专用喷枪把合金粉末加热到熔化状态后喷 到经预处理的零件表面上，再用火焰使涂 层重新熔化后熔焊在零件表面上的工艺。 2.喷熔工艺过程 零件喷熔前的预处理只需将零件表面清洁和进 行预热,预热温度为200-250℃。 ① 一步法喷熔 ② 两步法喷熔
2.热喷涂工艺的特点
①适用的材料范围广。 ②热喷涂材料广。 ③工艺简单，操作容易，涂层形成速度快，加工时间短， 生产率高。 ④喷涂零件受热温度低，热应力小，变形非常小。 ⑤喷涂层与零件表面为机械结合,结合强度低，约为55OMPa,抗冲击性能差。 ⑥喷涂层是由金属颗粒堆积而成的，内部多孔，可存油， 有利于润滑。喷熔层则是连续致密的金属。 ⑦喷涂层厚度可从0.O5mm至几毫米。喷熔层的最小厚度 为0.8mm,一步法喷熔层厚度一般不大于2mm；二步法每 次喷熔层厚度为0.2-0.3mm,可多次实施获得较大厚度的 喷熔层。
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喷丸
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① 喷丸处理是利用高速喷射出的砂丸和铁丸，对工件表 面进行撞击，以提高零件的部分力学性能和改变表面状 态的工艺方法。 ② 喷丸的方法通常有手工操作和机械操作两种。 ③ 喷丸通常是直径为0.5～2mm的沙粒或铁丸。沙粒的材 料多为Al2O3或SiO2。表面处理的效果与丸粒的大小、 喷射速度和持续时间有关。 ④ 喷丸用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐 蚀性等，还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、 焊件的残余应力等。
材料表面工程技术复习题 2
第一章1）表面技术的作用：a、提高材料抵御环境作用的能力b、赋予材料表面某种功能特性第二章1材料表面三类结构：理想表面、清洁表面和实际表面2)实际表面的特点：a、表面粗糙度b、贝尔比层c、残余应力d、氧化和沾污3)金属腐蚀速度的三种表示方法：a、重量法b、深度法c、电流密度法4）电极极化现象定义：在腐蚀电池工作后，由于产生电流而引起的电极电位的变化现象称为电极极化现象第三章1）表面预处理目的：a、清除表面覆盖层b、提高覆盖层与基材的结合强度2）表面预处理内容：a、表面整平b、除油c、侵蚀3)表面预处理两个指标：a、表面清洁度b、表面粗糙度第四章1）热喷涂定义：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。
2）热喷涂涂层形成四个阶段：a、熔化b、雾化c、加速飞行d、撞击3）热喷涂涂层结构的组成：变形颗粒、氧化物、气孔和未融化颗粒4）提高涂层质量的两个途径：a、提高热源温度b、提高粒子动能5）涂层和基体的结合方式：a、机械结合b、物理结合c、冶金结合6）涂层厚度与残余应力的关系：涂层内部存在的残余张应力的大小与涂层厚度成正比，当涂层厚度达到一定程度时，涂层内的张应力超过涂层与基体的结合强度时，涂层就会破坏。
7）自熔性合金粉末的定义：指熔点较低，重熔过程中能自行脱氧，造渣，能润湿基材表面而呈冶金结合的一类的合金。
自熔性合金粉末的成分：在Co基、Ni基、Fe基中添加适量的B、Si元素8）热喷涂一般工艺流程：a、工件表面预处理b、预热c、喷涂d、后处理9）喷涂与喷焊的区别：a、工件受热情况不同b、与基材的结合状态不同c、所用粉末不同d、覆盖层结构不同e、承载能力不同10）火焰喷涂特点：a、适用范围广，可喷金属、线材、棒材、粉末及塑料b、设备投资少，操作简单、便于携带c、无电力要求、沉积效率高11）电弧喷涂特点：a、热效率高b、生产率高c、喷涂成本低d、涂层结合强度高e、安全性高f、可方便地制造伪合金涂层。
机械设备维修中热喷涂与喷焊技术研究
机械设备维修中热喷涂与喷焊技术研究机械设备维护中一个重要的项目就是针对易磨损的零件表面进行维护与修复，相比直接更换而言，利用喷涂（焊）技术对机械部件的表面进行维护与再造可以利用较低的成本恢复零件的性能，对于工厂节能减排和资源节约、建设环境友好型社会具有举足轻重的作用。
热喷涂和喷焊技术是主要的技术类型，技术优势和应用都有较为广阔的前景。
1 热喷涂技术特征1.1 热喷涂概述热喷涂技术是利用电弧等热源，将喷涂材料从固体变为熔融状态，在高压气流的推动下喷涂材料被雾化，直接喷射到机械零件的表面，材料喷射到工件表面上受到阻力影响而形成扁平状，附着到工件表面达到修复磨损表面的目的。
持续的喷涂则可以使得喷涂材料之间相互咬合，进一步形成机械结合，大量的喷涂材料在表面产生堆积，由此形成喷涂层达到维修的目的。
1.2 热喷涂工艺分析1.2.1 工件表面处理：为了保证涂层与零件表面的有效结合，表面必须进行净化和粗化处理，具体的方法则应根据零件材料和涂层材料而定。
净化处理的目的就是去掉零件表面的氧化皮、油渍等污物，关键是要去掉渗入的油脂。
粗化处理则是为了增加涂层材料与基材之间的接触面积，如喷砂、滚花、电拉毛等方式。
1.2.2 预热处理：预热是针对工件进行加热处理，去除水分和湿气，拉近喷涂材料与零件之间的温度差，这样工件材料和喷涂材料的结合强度将得到强化，也可以减少热胀冷缩而导致的涂层材料开裂，通常预热的温度在60°～120°之间。
1.2.3 喷涂操作：在喷涂方法上也有很多种，主要视喷涂材料而定，当然工件的材料特性也必须考虑在内，如果陶瓷层则选用等离子技术；如果是碳化金属陶瓷层，则利用高速火焰喷涂；如果是塑料涂层，则直接利用火焰喷涂。
1.2.4 喷涂后维护：在完成涂层涂覆后应进行防腐处理，主要是防止腐蚀介质深入到涂层内而对基材产生影响。
用于防腐的材料主要有石蜡、环氧树脂、硅树脂等，也可利用氧化物作为防腐剂。
喷涂喷焊堆焊.
热膨胀系数合适
3 热喷涂材料的选材原则 （1） 要把实用性、工艺性和经济性结合起来考虑，尽量选择 合理的喷涂材料。 （2） 对于重要的部件以获得最优涂层性能为准则；不十分重 要的部件则以获得最大的经济效益为准则。 （3） 根据工件的工作环境选择合适的工作涂层。
（4） 为满足喷涂工件的使用要求，可采用复合涂层和梯度涂 层。
二、热喷涂的种类和特点 1．热喷涂种类 按涂层加热和结合方式，热喷涂有喷涂和喷熔 两种。 热喷涂：基体不熔化，涂层与基体形成机械结合； 喷熔：是涂层经再加热重熔，涂层与基体互溶并
扩散形成冶金结合。它们与堆焊的根本区别都
在于母材基体不熔化或极少溶化。
按热源分为
粉末火焰喷涂
线材火焰喷涂
超音速火焰喷涂
易开裂。
1Cr17在氧化性酸类、多数有机酸、有机酸盐水溶液中
有良好的耐蚀性。
1Cr18Ni9Ti等奥氏体不锈钢丝有良好的工艺性能，在 多数氧化性介质和某些还原性介质中都有较好的耐蚀 性，用于喷涂水泵轴等。 由于不锈钢涂层收缩率大，易开裂，适于喷涂薄层。
（3）铝丝 铝和氧有很强的亲和力，铝在室温下大气中就能形成致
4 热喷涂线材
非复合线材 ：只含一种金属或合金的材料制成的线材
(1)碳钢及低合金钢丝
最常用的是 85优质碳素结构钢丝和碳素工具钢丝。
一般采用电弧喷涂，用于喷涂曲轴、柱塞、机床导轨等常
温工作的机械零件滑动表面耐磨涂层及磨损部位的修复。
(2) 不锈钢丝 1Cr13、2Cr13、3Cr13等马氏体不锈钢丝主要用于强 度和硬度较高、耐蚀性要求不太高的场合，其涂层不
5涂层的残余应力
涂层冷凝收缩时，涂层外层的张应力、基体表面的压 应力、组织转变产生的微观应力，结果使涂层产生残 余张应力。 残余应力与喷涂工艺条件、涂层及基材的物理性质 有关； 适当的预处理如粗化，以使应力分散。 应力大小与涂层厚度成正比，当张应力超过涂层与 基材之间结合强度时，涂层就会发生破坏
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喷涂与喷焊的区别
1.与基体金属的结合形成不同:
喷涂层与零件表面主要为机械结合，结合强度低，约为
5MPa～50MPa，抗冲击性能差。
喷熔涂层与零件表面为冶金结合，结合强度高，约为300MPa～700MPa。
2. 喷涂材料不同:
喷焊要求使用自熔性合金粉末,而喷涂则对粉末的自熔性要求不高,且不一定是自熔性合金粉末,各种自熔性合金粉末既可用于喷焊又可用于喷涂,但喷涂粉末不具备自熔性只能用于喷涂而不能用于喷焊工艺。
3. 工件受热情况不同:
喷涂与喷焊过程中,喷前预热温度不同,工件受热影响不同,喷后工件的组织、性能亦不同。
4. 涂层的致密性不同:
喷焊层致密,而喷涂层中有少量孔隙（孔隙率和均匀程度是喷涂的重要检验依据）。
5. 承受载荷的能力不同:
喷涂层一般能承受大面积接触,多在有润滑条件的工作表面,配合面以及其它受力较小的工况条件下使用,喷焊层却能承受较大的冲击力,挤压应力或接触应力等。
热喷涂定义是这样原一系列过程
：以某种形式的热源将喷涂材料加热，受热的材料形成熔融或半熔融状态的微粒，这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成具有一定特性的喷涂层。
喷涂材料喷涂材料有粉、线、带和棒等不同形态，它们的成分是金属、合金、瓷、金属瓷及塑料等。
粉末材料居重要地位，种类逾百种。
线材与带材多为金属或合金（复合线材尚含有瓷或塑料）；棒材只有十几种，多为氧化物瓷。
喷涂方法以提供热源的不同，可分为燃烧法及电热法。
前者包括燃烧火焰喷涂、爆炸喷涂及高速火焰喷涂(HVOF);后者包括电弧喷涂及等离子喷涂（又分常压等离子喷涂与水稳等离子喷涂）。
喷涂工艺对涂层产生重要影响的是喷涂湿度（严格地说，是熔滴冲击基体表面时的温度）和熔滴冲击表面的速度。
涂层的形成及其评价:喷涂材料经过具有某种热源形式的喷涂设备喷射之后，在到达被喷涂的基体表面之前，其飞行时间只有几千分之一秒或更少。
在如此之短的时间，它被加热、熔化或半熔化，形成细小而分散的熔滴，冲向基体表面，被击成扁平的叠状小片，先前生成的扁片又被后来者所覆盖，很快就形成由很多扁平罗叠而成的覆盖层，即为喷涂层。
热源湿度越高，熔滴冲击速度越大，形成的涂层越致密。
涂层性能与诸多因素有关。
经济上的合理性采用热喷涂对新制件的预保护或对失效件的修复，除了技术上的必要性外，绝大多数是出于经济上的原因。
经计算，一般的喷涂费用只占零件价格的20%左右，当然也有占的比例较大的，甚至大大超过零件本身的价格，然而经喷涂过的零件其使用寿命比未喷涂的至少要提高几倍至几十倍。
有些大的零件或者制造周期长的零件，一旦损坏后，很难及时配购，而采用热喷涂弥补了由停机带来的损失，经济上还是合算的。
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、瓷、金属瓷、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、瓷、玻璃、布疋、纸、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得到越来越广泛的应用。
热喷涂技术是把某种固体材料加热到熔融或半熔融状态并高速喷射到基体表面上形成具有希望性能的膜层,从而达到对基体表面改质目的的表面处理技术。
由于热喷涂涂层具有特殊的层状结构和若干微小气孔,涂层与底材的结合一般是机械方式,其结合强度较低。
在很多情况下,热喷涂可以引起相变、部分元素的分解和挥发[1,2]以及部分元素的氧化[3,4]。
喷焊定义
1.定义：用喷枪把加热到熔化状态的合金粉末喷到零件的表面上，再用火焰使涂层重新熔化，从而使涂层与金属零件的表面熔焊在一起。
2.操作方法：
粉末火焰喷熔所用设备和喷枪与粉末火焰喷涂相同。
喷熔前，清洁零件表面，除去油污和锈等，预热温度为200℃～250℃。
喷熔时采用一步法或两步法进行喷熔操作。
(1)一步法：喷一点粉末熔化一点，边喷边熔，喷粉与熔化交替进行；
(2)二步法：先喷粉，最后进行熔化，适用于大面积的喷焊。
每次喷涂厚度为0.2mm～0.3mm，一次喷涂层不可过厚，多次薄喷达到要求的喷熔层。
重熔温度可达1000℃左右，虽然零件表面未被熔化，但零件表层与涂层交界处被熔化的涂层所溶解，金属元素的扩散、渗透使交界处构成新的组织，形成表面合金层。
这是固态金属被液态合金溶解所形成的牢固冶金结合，所以喷熔层与零件表面的结合强度高。
但零件温度高、变形较大，故喷熔后应缓慢冷却或进行退火处理。
3.特点：
(1)厚度0.1～2mm；
(2)喷熔涂层与零件表面为冶金结合，结合强度高，约为300MPa～700MPa。
(3)喷焊后应缓冷，防止裂纹（热应力）和变形。
喷焊后一般要采用粗车和精磨。
4.应用：等离子喷涂可喷高熔点材料，涂层致密，结合强度高。
受热应力、冲击、磨损作用而损坏的零件，如：轴类零件、缸盖阀座的裂纹等。
喷焊包括喷涂和喷焊两种工艺，所获得的覆盖层分别称为喷涂层和喷焊层。
喷涂与喷焊的区别主要表现在以下几个方面：
1、工件受热情况不同
喷涂无重熔过程，工件表面温度可始终控制在250℃以下。
一般不产生变形和使工件的组织状态发生变化。
而喷焊要使涂层融化，重熔温度可达900℃以上，不仅易引起工件变形，而且多数工件会发生退火或不完全退火。
2、与基材的结合状态不同
喷涂层与基材表面的结合以机械咬合为主，尽管存在微区冶金结合，涂层结合强度不高，一般为30~50 MPa。
喷焊通过涂层熔化与基材表面形成冶金结合，结合强度一般可达343~440MPa。
3、所用粉末不同
粉末火焰喷焊所用粉末必须是自熔性合金粉末，而喷涂所用粉末不受限制。
4、覆盖层结构不同
喷焊层均匀致密，一般认为无孔隙，而喷涂层有孔隙。
5、承载能力不同
喷涂层不能承受冲击载荷和较高的接触应力，适用于各种面接触工件的表面喷涂。
喷焊层可承受冲击载荷和较高的接触应力，可用于线接触场合。
综上所述，当工件承载大，尤其是受冲击负荷作用和在腐蚀介质
中使用时，以采用喷焊为宜，当工件不允许有变形发生或不允许改变其原始组织，而且工件不承受或仅承受轻微冲击载荷时，则宜采用喷涂。
目前广泛采用的有粉末火焰喷焊及等离子弧喷焊两种工艺。