超音速火焰喷涂
超音速火焰喷涂设备操作手册
超音速火焰喷涂设备操作手册第一章：设备概述1.1 设备简介超音速火焰喷涂设备是一种高效且灵活的喷涂设备，适用于金属表面的涂层喷涂。
设备采用了超音速喷嘴技术，可以产生高速的火焰喷流，将涂料喷涂于目标表面。
1.2 系统组成超音速火焰喷涂设备主要由以下组成部分构成：- 压缩空气供应装置：提供压缩空气作为火焰喷射喷涂的动力源。
- 燃料供应装置：提供适量的燃料以维持火焰喷射过程。
- 火焰喷射喷嘴：将压缩空气和燃料混合并点燃，形成高速火焰喷流。
- 控制系统：用于设备的启动、停止和调整操作。
第二章：设备操作2.1 安全事项- 在操作设备前，请确保已经穿戴好合适的个人防护装备，如手套、护目镜、防护服等。
- 严禁在设备运行过程中将手指或其他物体靠近喷嘴出口，以免造成严重伤害。
- 设备操作过程中，禁止随意调整燃料和空气的供应量，以避免发生喷火或爆炸等事故。
- 当设备出现异常情况时，立即停止使用，并及时修理或寻求专业人士的帮助。
2.2 设备准备- 确保设备电源已接通，并检查控制系统的显示是否正常。
- 检查燃料供应是否充足，确保压缩空气供应是否正常。
- 检查喷嘴是否清洁，并在需要时进行清理。
2.3 启动设备- 按下控制系统上的启动按钮，设备开始供应燃料和压缩空气。
- 观察火焰喷射喷嘴是否正常工作，确保喷射火焰稳定且呈高速喷流状。
2.4 进行喷涂- 将喷嘴对准待喷涂的目标表面，并通过手柄控制喷涂的方向和喷涂的面积。
- 在喷涂过程中，保持适当的距离和喷射速度，均匀覆盖整个表面。
- 根据需要，可以进行多次喷涂以达到更好的涂层效果。
2.5 停止设备- 当喷涂完成或需要暂停时，按下控制系统上的停止按钮，断开燃料和压缩空气供应。
- 等待设备完全停止工作后，进行后续的清洁和维护。
第三章：设备维护3.1 日常清洁- 在每次使用设备后，将喷嘴和喷涂相关部件用清洁剂进行彻底清洁，以防止堵塞和积存物的影响。
- 清洗喷嘴时应注意安全，确保设备已经完全停止工作并断开电源。
科技成果——超音速火焰喷涂技术
科技成果——超音速火焰喷涂技术成果简介随着现代工业的高速发展，对各种机械设备的表面性能要求越来越高。
很多机械零部件往往因为表面局部的损坏而导致整个零件失效乃至报废。
摩擦会导致大量机械能的损耗，并且磨损是机械零件失效的一个很重要的原因。
据统计，工业化国家有30%的能源消耗于摩擦。
对于一个高度工业化的国家，每年因摩擦磨损造成的经济损失几乎占到国民经济年产总值的1-2%。
因此为了提高机械零件的可靠性，延长其使用寿命，国内外都在提高零件表面性能方面进行了大量的研究和探索。
表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆，表面改性或者多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或者非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，从而获得所需要表面性能的系统工程。
表面工程的最大优势在于可以用多种方法制备出优于基体材料性能的表面功能薄层。
技术原理超音速火焰喷涂是利用丙烷，丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室内，或者在特殊的喷嘴中燃烧产生的高温、高速燃烧焰流，燃烧焰流速度可达五马赫（1500m/s）以上，将粉末送进该火焰，可以将喷涂粒子加热至熔化或半熔化状态，并加速到高达300-500m/s 的速度，甚至更高的速度，从而获得高结合强度、致密的高质量的涂层。
（1）超音速火焰喷涂系统特点1、焰流速度达到2000m/s，火焰功率100kW；2、径向送粉和轴向送粉一体化设计；3、自动化程度高，稳定性能可靠；4、对冷却水压力实行实时监控，安全可靠；5、直接用丙烷点火，不用外加氢气；6、燃料气可为丙烷或丙烯等燃气，压力为当前国际同类设备一半。
（2）所制备WC-12Co涂层特点涂层致密、涂层的孔隙率低于1%。
由于涂层内部应力为压应力，涂层厚度可达五毫米以上。
技术水平100千瓦级TJ-9100型HVA/OF超音速火焰喷涂系统由热喷涂实验室开发研制，是拥有独立“自主知识产权”的新一代热喷涂技术。
适用于喷涂制备耐磨损高硬度WC-Co、Cr3C2-NiCr硬质合金涂层和耐腐蚀、耐高温氧化性能优越的镍基自熔合金涂层。
等离子热喷涂和超音速火焰喷涂
调研报告：等离子热喷涂与超音速火焰喷涂的区别、优缺点及成本对比一、工艺原理1. 等离子热喷涂：等离子热喷涂是一种通过将喷涂材料加热到熔融状态，然后以高速喷射到工件表面形成涂层的工艺。
等离子体作为一种高温热源，能够将涂料加热至熔融状态，使其在被喷涂时具有较高的流动性。
2. 超音速火焰喷涂：超音速火焰喷涂是一种利用高温燃气和高速喷射技术将喷涂材料喷射到工件表面的工艺。
该工艺使用燃气燃烧产生的高温高速气流将涂料加热并加速，使其以极高的速度喷射到工件表面。
二、涂料特性1. 等离子热喷涂：等离子热喷涂的涂料种类较多，包括金属、合金、陶瓷等材料。
由于等离子体的高温特性，能够保证涂料在熔融状态下的流动性，因此适用于喷涂较厚的涂层。
2. 超音速火焰喷涂：超音速火焰喷涂的涂料种类包括金属、非金属陶瓷等材料。
由于高速喷射的特性，适用于喷涂较薄的涂层。
三、涂层性能1. 等离子热喷涂：等离子热喷涂形成的涂层具有较高的结合强度、硬度和耐磨性。
同时，由于涂料在熔融状态下流动性较好，能够形成较致密的涂层结构。
2. 超音速火焰喷涂：超音速火焰喷涂形成的涂层具有较高的结合强度和硬度。
由于高速喷射的特性，形成的涂层具有较小的孔隙率，具有较好的防腐蚀性能。
四、优缺点1. 等离子热喷涂：优点：形成的涂层结合强度高、硬度较好；适用于喷涂较厚的涂层；可用于不同材料的喷涂。
缺点：设备成本较高；操作过程中需要消耗大量能源；高温下容易引起材料氧化。
2. 超音速火焰喷涂：优点：高速喷射形成的涂层结合强度高、防腐蚀性能好；设备成本相对较低；操作过程中能源消耗较少。
缺点：形成的涂层较薄，需多次喷涂才能达到预期效果；对于某些材料，易引起氧化和热损伤。
五、成本对比1. 等离子热喷涂：由于设备成本较高，操作过程中需要消耗大量能源，因此等离子热喷涂的成本相对较高。
2. 超音速火焰喷涂：设备成本相对较低，操作过程中能源消耗较少，因此超音速火焰喷涂的成本相对较低。
超音速火焰喷涂设备操作手册
超音速火焰喷涂设备操作手册超音速火焰喷涂设备操作手册是帮助操作员正确操作和维护超音速火焰喷涂设备的重要文档。
下面是一些相关参考内容，其中不包含链接。
1. 设备概述- 简要介绍超音速火焰喷涂设备的工作原理、主要组成部分和适用范围。
- 列出设备的基本参数和技术指标，包括喷涂速度、温度、喷涂面积等。
2. 设备结构与组成- 详细描述超音速火焰喷涂设备的主要组成部分，如功率源、喷嘴、控制系统、送粉装置等。
- 说明各部分的功能和作用，以及它们之间的关联关系。
3. 操作前的准备工作- 设备环境检查：确保设备工作区域干燥、通风良好，无易燃、易爆等危险物质。
- 设备检查与维护：检查喷涂系统、供电系统、传动系统等的运行情况，保证设备完好无损。
- 安全措施：列出操作人员需遵守的安全规范，如穿戴防护服、佩戴安全帽等。
4. 设备操作步骤- 接通设备电源：按照正确的操作步骤接通设备电源，并确保电源稳定。
- 超音速火焰喷涂参数设置：根据喷涂的需要，设置合适的喷涂速度、温度等参数。
- 启动设备：按照正确的顺序启动设备，如打开送粉装置、点火等。
- 喷涂操作：详细描述喷涂的操作步骤，如保持一定喷涂距离、均匀喷涂等。
5. 喷涂后的操作- 停止喷涂：按照正确的顺序关闭各部分设备，如熄灭火焰、关闭供粉装置等。
- 清洗设备：清洗超音速火焰喷涂设备，包括喷嘴、输粉管道、喷涂区域等。
- 维护保养：列出设备的日常维护保养事项，如润滑、更换零部件等。
6. 设备故障排除- 常见故障分析：列出常见故障现象，并进行简要分析。
- 故障排除方法：提供常见故障的处理方法和解决方案。
7. 安全注意事项- 提醒操作人员要始终保持注意力集中，避免因疏忽导致安全事故。
- 强调操作人员需严格按照操作手册中的操作流程进行操作，避免违规操作。
8. 应急措施- 针对可能发生的突发情况，如火警、设备损坏等，提供应急措施和紧急联系人信息。
操作手册还可根据具体设备的特点和使用要求进行补充，并包括详细的图示、表格等辅助说明。
超音速火焰喷涂原理
超音速火焰喷涂原理
超音速火焰喷涂是一种利用超音速气流将液态或粉状的火焰喷涂材料喷射到被涂表面的技术。
其原理可以概括为以下几点：
1. 喷涂材料的制备：将火焰喷涂材料以液态或粉状形式储存在高压容器中。
液态材料一般需要通过加热使其变为气态，而粉状材料则直接进入喷涂设备。
2. 气流产生：在喷涂设备中，利用压缩空气或氧气等气体通过高压喷嘴加速排出，形成超音速气流。
超音速气流具有非常高的动能和冲击力。
3. 火焰生成：喷涂设备中通过点火机构将气体与可燃物质混合，并点燃产生火焰。
火焰的燃烧产生高温、高能量的气体。
4. 喷涂作用：当火焰燃烧时，超音速气流通过喷嘴将火焰喷涂材料从喷射出，形成一个喷涂射流。
火焰的高温能使液体材料蒸发或粉状材料熔化，并将其析出到射流中。
5. 沉积：喷涂射流与被涂表面相碰撞，产生冲击和磨擦作用。
火焰喷涂材料将沉积在被涂表面上，与基材粘结。
6. 火焰喷涂层形成：随着火焰喷涂材料的沉积，一层薄的火焰喷涂层逐渐形成。
这层火焰喷涂层具有很高的致密性和附着力，能够提供保护和改良被涂表面的性能。
总结：超音速火焰喷涂利用超音速气流将火焰喷涂材料喷射到
被涂表面，通过火焰的燃烧以及超声速气流的动能和冲击力，将液态或粉状材料沉积到表面形成薄的火焰喷涂层。
这种技术可以实现高效、快速和高附着力的涂层制备。
超音速喷涂火焰不稳定的原因
超音速喷涂火焰不稳定的原因
超音速喷涂火焰的不稳定性是由多种因素共同作用导致的。
主要原因包括以下几个方面：
1. 组分不均匀：超音速喷涂火焰中的燃料和氧化剂的组分分布不均匀，会导致火焰的稳定性下降。
这可能是由喷涂设备的不良设计、燃料和氧化剂实际投入量与理论需求量之间的不匹配以及喷嘴的堵塞等原因造成的。
2. 燃料/氧化剂流动不均匀：超音速喷涂火焰中的燃料和氧化剂在喷嘴中的流动也会影响火焰的稳定性。
由于流速的不均匀分布，可能会导致火焰燃烧过程中的剧烈涡旋和湍流，进一步加剧不稳定性。
3. 燃烧速率变化：超音速喷涂火焰中的燃料氧化剂的燃烧速率也会导致火焰不稳定。
燃烧速率的不稳定性可能是由于局部的温度和压力变化、燃料和氧化剂的输入变化以及燃料和氧化剂的化学反应等原因引起的。
4. 超音速射流效应：超音速喷涂火焰中，燃料和氧化剂流在喷嘴中加速，然后突然膨胀。
这种射流效应会导致火焰的不稳定性增强，因为射流流动的速度和剧烈的湍流扰动会干扰火焰的形成和维持。
综上所述，超音速喷涂火焰的不稳定性主要源于组分不均匀、燃料/氧化剂流动不均匀、燃烧速率变化以及超音速射流效应等因素的相互作用。
为了提高超音速喷涂火焰的稳定性，需要优化喷涂设备的设计、严格控制燃料和氧化剂的输入量、改善喷嘴的流动性以及应用湍流控制等措施。
超音速喷涂
高速火焰喷涂高速火焰喷涂国内习惯上称为超音速火焰喷涂，它的英文缩写为HVOF（High Velocity Oxygen Fuel的首写字母）。
高速火焰喷涂是在爆炸喷涂的基础上发展起来的一项新的热喷涂技术，是在上世纪八十年代初期，由美国Browning公司最先研制成功，并推出名为JET-KOTE的商用喷涂设备。
高速火焰喷涂技术一经问世，就以其超高的焰流速度和相对较低的温度，在喷涂金属碳化物和金属合金等材料方面显现出了明显优势。
在世界各大热喷涂公司的积极推动下，该技术发展很快，目前高速火焰喷涂技术在喷涂金属碳化物、金属合金等方面，已逐步取代了等离子喷涂和其它喷涂工艺，成为热喷涂的一项重要工艺方法。
1．高速火焰喷涂原理高速火焰喷涂是将助燃气体与燃烧气体在燃烧室中连续燃烧，燃烧的火焰在燃烧室内产生高压并通过与燃烧室出口联接的膨胀喷嘴产生高速焰流，喷涂材料送入高速射流中被加热、加速喷射到经预处理的基体表面上形成涂层的方法。
可使用乙炔、丙烷、丙烯、氢气等作为燃气，也可使用柴油或煤油等液体燃料。
煤油、氧气通过小孔进入燃烧室后混合，在燃烧室内稳定、均一地燃烧。
有监测器用来监控燃烧室内压力，以确保稳定燃烧，喷涂粉末的速度与燃烧室内压力成正比。
燃烧室的出口设计使高速气流急剧扩展加速，形成超音速区和低压区。
粉末在低压区域沿径向多点注入，粉末均一混合，在气流中加速喷出。
高速火焰喷涂焰流速度高达1500m/s-2000m/s，一般可观察到5-8个明显的马赫锥，粒子流速度高达300-650m/s。
2．设备构成高速火焰喷涂设备一般由喷枪、送粉器、控制系统、喷枪冷却系统、气体供应系统五部分构成。
目前我国在用的高速火焰喷涂设备绝大部分是进口的，使用最多的型号为：Sulzer Metco公司的DJ-2700和Praxair 公司的JP-5000，JP-5000 是原Hobart Tafa公司研制成功的，后该公司并入了Praxair公司。
HVOF技术简介
• 5、 HVOF 涂层与其它方法制备的涂层的性能比较
5.1 与其它热喷涂方法的比较 HVOF WC-Co 涂层的硬度可以达到 1100 — 1300Hv ，与爆炸喷涂层相 当，显著高于等离子喷涂层，一般等离子 WC-Co 涂层的显微硬度为 800 — 1000Hv 。表 2 为文献 [30] 所报导的几种涂层的硬度值。 表 2 几种 WC-Co 涂层与电镀硬铬层的硬度 [30] 涂层 HVOF HVOF 电镀硬铬层 爆炸喷涂 成分 WC-12Co WC-27NiCr Cr WC-13Co 硬度（ Hv 0.3 ） 1100~1270 1000~1100 800~900 1100~1200
但是，涂层的重熔工艺要求将工件表面加热到1000℃以上，加热温 度高，不仅容易引起基体组织和性能的变化，而且，还会产生巨大的热
应力，从而引起变形，对于要求比较严格的近终成形的零件，就难以适 用。HVOF涂层的优越性能为取代喷焊层提供了可能。
图 4各类HVOF喷涂层与NiCrBSi喷焊层，电镀硬铬层的耐磨料磨损性能 试验结果的比较例[33]。HVOF采用DJ系统喷制。图中，NiCrBSi（相当于 Ni60）喷焊层的耐磨损性作为1进行相对比较，该结果也说明通过选择合 适的涂层材料，可以得到性能优于喷焊与电镀硬铬层的HVOF涂层。
超音速火焰喷涂
工艺流程
超音速火焰喷涂工艺流程： 1.施工前的准备工作； 2.表面预处理； 3.喷涂； 4.喷涂后处理 。
工作原理
工作原理：由小孔进入燃烧室的液体燃烧，如煤油，经雾化与氧气混合后点燃，发生强烈的气相反应，燃烧 放出的热能使产物剧烈膨胀，此膨胀气体流经Laval喷嘴时受喷嘴的约束形成超音速高温焰流。此焰流加热加速 喷涂材料至基体表面，形成高质量涂层 。
应用
超音速火焰是利用丙烷、丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室内，或在特殊的喷嘴中燃烧产生的高 温、高速燃烧焰流，燃烧焰流速度可达五马赫(1500m/s)以上。通常被称作HVOF(High-velocityoxygen-fuel)。 将粉末轴向送进该火焰，可以将喷涂粒子加热至熔化或半熔化状态，并加速到高达300-500m/s，甚至更高的速度， 从而获得结合强度高、致密的高质量的涂层。超音速火焰速度很高，但温度相对较低，对于WC-Co系硬质合金， 可以有效地抑制WC在喷涂过程中的分解，涂层不仅结合强度高，且致密，耐磨损性能优越，其耐磨损性能大幅度 超过等离子喷涂层，与爆炸喷涂层相当，也超过了电镀硬铬层、喷熔层，应用极其广泛 。
简介
超音速火焰喷涂是在八十年代初期，由美国Browning公司研制成功，并且先以JET-KOTE为商品推出。经过几 年的应用开发，该方法的优点逐渐被认识和接受。由此，世界上发达国家，投入了大量的财力对HVOF进行研究开 发。于八十年代末九十年代初期，先后又有数种HVOF喷涂系统研制成功，井投入市场。如金刚石射流(Diamondjet)，冲锋枪(Top-gun)，连续爆炸喷涂(CDS，Continuous detonationspraying)，射流枪(J-gun)，高速空 气燃料系统(HVAF，High-velocity air-fuel)等 。
超音速火焰喷涂总结
你相信吗？在这个追求速度的时代，火不仅能炒菜炖肉，还能给金属穿上“防爆战衣”！没错，我说的就是超音速火焰喷涂，一个听起来像是科幻大片里才会出现的神奇技术，但它却真真切切地在工业界大放异彩，让人不得不感叹：科技，你真是个调皮的家伙！一般来说，提到火，咱们脑海中浮现的可能是烧烤架上的滋滋作响，或者是冬日里温暖的壁炉。
但超音速火焰喷涂，这家伙可不玩这些温柔的把戏。
它玩的是速度与激情，是金属与火焰的“极限挑战”。
想象一下，一束高温高速的火焰，像脱缰的野马一样，带着熔融的喷涂材料，以每秒几百米的速度冲向目标金属表面，然后“嘭”的一声，两者就这么“热恋”上了，紧紧粘在一起，再也不分开。
这过程听起来就像是武侠小说里的高手过招，一招一式都透着股子不凡。
而超音速火焰喷涂的“武功秘籍”就在于它的速度和温度。
速度快了，喷涂材料就能更均匀地覆盖在金属表面；温度高了，材料就能更好地熔化并与基体融合。
这样一来，原本脆弱的金属就变得坚不可摧，仿佛穿上了一层隐形的铠甲。
不过，别看它这么牛气冲天，其实背后也有不少小秘密。
比如啊，喷涂材料的选择就得精挑细选，得确保它们能在高温下保持稳定，还得跟目标金属“性格相投”，不然这“恋爱”可就谈不下去了。
还有啊，操作师傅的手艺那也是至关重要的，稍微一不留神，就可能“火候”不对，导致整个喷涂效果大打折扣。
但话说回来，正是这些看似复杂却又充满趣味的过程，让超音速火焰喷涂这项技术充满了魅力。
它就像是一个神奇的魔法师，用火和金属编织出一个个坚固耐用的“魔法物品”。
从飞机发动机的叶片到石油钻头的钻头尖，从汽车发动机的缸体到核电站的反应堆容器，到处都有它的身影。
所以啊，下次当你再看到火焰时，不妨想一想，这看似普通的火焰背后，可能正隐藏着无数高科技的奥秘呢！而超音速火焰喷涂，无疑就是这些奥秘中最为耀眼的一颗明星。
它用自己的方式告诉我们：火与金属的结合，不仅能烹饪美食，更能创造奇迹！。
超音速火焰喷涂
超音速火焰喷涂超音速火焰喷涂工艺流程：施工前的准备工作、表面预处理、喷涂、喷涂后处理四个主要步骤：一）准备工作：在编制工艺前首先应该了解被喷涂工件的实际状况和技术要求半进行分析1、确定涂层的厚度。
一般来讲，喷涂后必须进行机械加工，因此涂层厚度就要预留加工余量，同时还要考虑到喷涂时的热胀冷缩等。
2、涂层材料的确定。
选择依据是涂层材料应该满足被喷涂工件的材料，配合要求，技术要求及工作条件等，分别选择结合层与工作层材料3、确定参数：压力，粉末粒度，喷枪与工件的相对运动速度二）工件表面的预处理表面制备，是保证涂层与基体结合强度的重要工序1、凹切处理，表面存在疲劳层和局部严重拉伤的沟痕时，在强度允许的前提下可以进行车削处理，为热喷涂提供容纳的空间。
2、表面清理，清除油污，铁锈，漆层等，使工件表面洁净，油污油漆可以用溶剂清洗剂除去。
如果油渍已经渗入基体材料，可以用火焰加热除去，对锈层可以进行酸浸，机械打磨或喷砂除去。
3、表面粗化，目的是为了增强涂层与基体的结合力，消除应力效应，常用的有喷砂、开槽、车螺纹、拉毛。
A：喷砂是最常用的，砂料可以选择石英砂、氧化铝砂、冷硬铁砂等。
砂料以锋利坚硬为好，必须清洁干燥，有尖锐棱角。
其尺寸，空气压力的大小，喷砂角度、距离和时间应该根据具体情况确定。
B：开槽、车螺纹、辊花。
对轴、套类零件表面的粗化处理，可采用开槽、车螺蚊处理，槽与螺纹表面粗糙度以Ra6.3—12.5为宜，加工过程中不加冷却液与滋润剂，也可以在表面滚花纹，但避免出现尖角。
C：硬度较高的工件可以进行电火花拉毛进行粗化处理，但薄涂层工件应慎用。
电火花拉毛法是将细的镍丝或铝丝作为电极，在电弧的作用下，电极材料与基体表面局部熔合，产生粗糙的表面。
表面粗化后呈现的新鲜表面，应该防止污染，严禁用手触摸，保存在清洁，干燥的环境中，粗化后尽快喷涂，一般喷涂时间不超过二个小时。
4、非喷涂部位的保护喷涂表面附近的非喷涂需要加以保护，可以用耐热的玻璃布或石棉而屏蔽起来。
超音速喷涂介绍
喷涂工艺流程
准备工作 1.确定涂层的厚度（留足后处理的余量） 2.确定涂层材料（根据不同的介质和运行温度 确定） 3.确定相关参数（压力、粉末ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度、喷枪与工 件的相对运动速度、喷枪距离工件表面的距 离、助燃气与燃气的比率）
喷涂工艺流程
工件表面的预处理 目的增强喷涂材料与工件的附着力 1.车削处理:为涂层预留一定的空间 2.表面清理:清除油污铁锈。 3.表面粗化:增强涂层与基体的结合力 （Ra6.3-12.5），粗化后应防止污染，尽 快进行喷涂处理。工艺：喷砂，开槽、辊花、 车螺纹。（保证外形的规整）
费用
设备价格相差较大 13-100万不等 人工气体价格260元/小时 涂层硬度可达74HRC以上
超音速喷涂介绍 ——超音速火焰喷涂技术
1.超音速喷涂原理
原理：超音速火焰喷涂是利用丙烷、丙烯等碳氢系燃气等液体燃料 与高压氧气在燃烧室或特殊的喷嘴中燃烧产生高温高压焰流，其温 度3200℃，火焰速度高达1500-2000ｍ/ｓ以上。将粉末沿轴向 或径向送进火焰中，产生熔化或半熔化的粒子，其高速撞击在基体 表面上沉积形成涂层（300-600m/s）。其工作原理如图所示:
高温喷涂后的后处理工艺
球体经金刚石磨削至0.8um 将球体与球座对研 天然金刚石粉末0.2um 球体表面的洛氏硬度应高于阀座约5HRC 喷涂后表面温度在120度左右不需要进行进一 步的热处理 喷涂厚度最大为0.5mm
评价指标
孔隙率、氧化物含量、显微硬度、结构强度、 涂层应力状况、涂层加工性能、涂层均匀性
超音速火焰喷涂Cr3C2
超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层的高温耐磨特性引言Cr3C2-NiCr是由金属合金粘结相NiCr与陶瓷硬质相Cr3C2组成的复合材料，因此具有陶瓷的硬度高、耐磨性好、抗高温氧化性能优越的特点，同时还具有金属基韧性高等特点，是最重要的高温耐磨涂层材料，一般可用于850-950oC以下。
超音速火焰喷涂（HVOF）是制备高性能Cr3C2-NiCr涂层的最重要方法之一，其耐磨损性能主要取决于涂层的成分与显微组织结构等诸多因素。
1超音速火焰喷涂金属陶瓷涂层结构与性能超音速火焰喷涂，又名高速氧燃料火焰喷涂，是利用丙烷、丙烯等燃气与高压氧气在特制的燃烧室中燃烧产生的高温高速焰流进行喷涂的方法。
燃烧焰流速度可达1500m/s～2000m/s以上。
将粉末沿轴向或侧向送进焰流中，粉末粒子被加热至熔化或半熔化状态的同时，可被加速到高达300～650m/s的速度，撞击在基体上后能够形成比其它喷涂方法结合强度更高的致密涂层。
HVOF喷涂中的超音速焰流温度约为3000oC，比等离子焰流温度低，且超音速焰流速度高致使粉末在焰流中的停留时间短，所以粉末在焰流中加热所达到的温度较低。
超音速火焰喷涂是在八十年代初期，首先由美国Browning公司以Jet-Kote为商品推出。
在国内，西安交通大学于1995年初在国内率先研制成功了CH-2000 HVOF系统。
1.1涂层结合强度与硬度涂层结合强度始终是决定涂层应用的最关键因素。
CH-2000制备的HVOF Cr3C2-NiCr涂层结合强度可超过90MPa（根据ASTM C633-79标准测量。
测试时，基体为低碳钢，全部断在胶中，因此真实结合强度大于该数值。
），显著高于等离子喷涂与电弧喷涂层（约20-60MPa）。
涂层硬度是耐磨涂层的重要参量之一，HVOF Cr3C2-NiCr涂层的硬度为530-900 Hv0.3，硬度受含碳量的显著因素，硬度随含碳量的增加而增加，即失碳会降低涂层硬度,如图1所示。
超音速火焰喷涂
超音速火焰喷涂超音速火焰喷涂呀，这可是个相当厉害的技术！我先给您讲讲我之前遇到的一件小事儿。
有一次，我去一家工厂参观，正好看到他们在使用超音速火焰喷涂技术来处理一些零件。
那场面，真叫一个震撼！工人们戴着防护眼镜和手套，全神贯注地操作着设备，喷枪里喷射出的火焰就像一条火龙，呼呼作响。
我凑过去仔细看，发现那些被喷涂的零件表面瞬间就覆盖上了一层均匀而细腻的涂层，简直太神奇了！那到底啥是超音速火焰喷涂呢？简单来说，它就是一种利用高速燃烧的火焰来把材料喷涂到工件表面的技术。
这火焰的速度那可不是一般的快，比声音的速度还快，所以叫超音速火焰。
超音速火焰喷涂有好多优点呢。
比如说，它喷涂出来的涂层质量特别高。
因为火焰速度快，温度高，材料在喷涂过程中被加热得很均匀，所以涂层的结合强度高，孔隙率低，耐磨、耐腐蚀性能都特别好。
而且呀，这技术适用的材料范围也很广。
不管是金属材料，像不锈钢、钛合金，还是陶瓷材料，它都能搞定。
这就好比是一个“万能化妆师”，不管啥样的“脸蛋”（工件），都能给化出漂亮的“妆容”（涂层）。
再说说它在工业中的应用吧。
在航空航天领域，那些飞机发动机的叶片、火箭的零部件，很多都需要超音速火焰喷涂来提高性能。
就像飞机发动机叶片，在高温、高压的工作环境下，很容易磨损和腐蚀。
有了超音速火焰喷涂的涂层保护，就能大大延长叶片的使用寿命，让飞机飞得更稳、更远。
在汽车制造中，这技术也大有用处。
比如说发动机的气缸内壁，经过超音速火焰喷涂处理后，能够减少摩擦，提高燃油效率，让汽车跑得更顺畅。
还有能源领域，像风力发电机的叶片，长期暴露在恶劣的环境中，容易受到侵蚀。
通过超音速火焰喷涂一层防护涂层，就能增强叶片的抗风蚀能力，保证发电效率。
不过，超音速火焰喷涂也不是完美无缺的。
它的设备比较复杂，成本也相对较高。
而且操作的时候需要技术娴熟的工人，不然一不小心就可能出现涂层不均匀、质量不过关的问题。
但总的来说，超音速火焰喷涂在现代工业中发挥着越来越重要的作用。
特种喷涂技术
特种喷涂技术1.超音速喷涂超音速喷涂是20世纪60年代由美国BrowningEngineering公司研究并于1983年获得美国专利的一种新型热喷涂方法，目前较成熟，应用较广的有超音速粉末火焰喷涂和超音速等离子喷涂。
（1）超音速粉末火焰喷涂喷涂时将燃料气体和助燃剂以一定的比例输入燃烧室，燃气和氧气在燃烧室爆炸或燃烧，产生高速热气流；同时由载气沿喷管中心套管将喷涂粉末送入高温射流，粉末加热熔化并加速。
整个喷枪由循环水冷却，射流通过喷管时受到水冷壁的压缩，离开喷嘴后燃烧气体迅速膨胀，产生达两倍以上音速的超音速火焰，并将熔融微粒喷射到基体表面，形成涂层。
超音速粉末火焰喷涂在获得高质量的金属和碳化物涂层上显示出突出的优越性，但难以喷涂高熔点的陶瓷材料，因此其应用受到一定的限制。
（2）超音速等离子喷涂高电压低电流方式会产生超音速等离子射流。
大量的等离子气体从负极周围输入，在连接正负极的长筒形喷嘴管道内产生旋流，在喷嘴和电极间很高的空载电压下，通过高频引弧装置引燃电弧。
电弧在强烈的旋流作用下向中心压缩，被引出喷嘴，电弧的阴极区落在喷嘴的出口上。
由于这样的作用，弧柱被拉长到100mm以上电弧电压高达400V，在电弧电压为500A情况下，电弧功率达200kW。
这样长的电弧使等离子气体充分加热，当高温等离子气体离开喷嘴后，产生超音速等离子射流。
超音速等离子喷涂的主要特点是：涂层致密，孔隙率很小，结合强度高，涂层表面光滑，焰流温度高、速度大，可喷涂高熔点材料，熔粒与周围大气接触时间短，喷涂材料不受损害，涂层硬度高。
2.激光喷涂近年来，为了获得高功能性涂层，开发了以激光为热源的涂层技术。
激光喷涂是采用激光为热源进行喷涂的方法。
激光喷涂时，从激光发生器射出的激光束，经透镜聚焦，焦点落在喷枪出口的喷嘴旁，要喷涂的粉末或线材向焦点位置输送，被激光束熔融。
压缩气体从环状喷嘴喷出，将熔融的材料雾化，喷射到基体上形成涂层。
喷枪中的透镜通过保护气体保护。
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超音速火焰喷涂
超音速火焰喷涂系统，工作原理:
超音速火焰喷涂又称作高速氧燃料喷涂（High Velocity Oxygen Fuel-HVOF）。
超音速火焰喷涂是将气态或液态燃料与高压氧气混合后在特定的燃烧室或喷嘴中燃烧，产生的高温、高速的燃烧焰流被用来喷涂。
由于燃烧火焰的速度是音速的数倍，目视可见焰流中明亮的“马赫节”，因而一般都称HVOF为超音速火焰喷涂。
超音速火焰喷涂是在20世纪80年代研发成功的，与常规火焰喷涂不同的是超音速火焰喷涂采用特殊设计的燃烧室和喷嘴，驱动大流量的燃料并用高压氧气助燃，从而获得了极高速度的燃烧焰流。
采用液态燃料的喷枪，又称作高压超音速火焰喷涂（HP-HVOF），其燃烧压力可达8.2巴，火焰速度7倍音速以上。
这类产品的代表是以航空煤油为燃料的JP5000型超音速火焰喷涂系统。
该设备由美国TAFA公司出品，性能特点如下：
1、能量输入巨大，热焓输出相当于普通氧乙炔火焰的20余倍，火焰速度＞７玛赫，温度约2600～3200℃，熔融粉末飞行速度＞720米/秒，涂层性能卓越，适合喷涂碳化钨及部分合金。
2、涂层结合强度高，理论研究认为，涂层结合强度与喷涂速度成正比，JP-5000实现了这个热喷涂界多年的追求，且能与基体产生部分微区冶金结合相，克服了碳化钨涂层易脱落的固疾。
3、涂层呈压应力状态，熔融粉末高速撞击机件后，粉末颗粒形状改变，在JP-5000条件下近球形颗粒改变后，其长短轴比例可达＞1/20，
远大于普通火焰喷涂，这些形状改变后的颗粒的叠加所形成的涂层，具备了涂层应力状态由张应力向压应力转化的先决条件—理论研究认为—颗粒长短轴之比大于1/20时将出现压应力效果。
4、综合性能优异，涂层孔隙率更低，硬度更高，耐磨性能更强，使用寿命显著提高。
喷涂材料：为了克服WC高温性能欠佳缺点，美国研制了一种改良型WC，即在WC中加入一定量的CrC＋Ｎｉ熔炼再结晶改性，使之在保持WC典型的耐磨粒磨损和硬面磨损性能的基础上，同时具备CrC高温性能优异和耐蚀性强的特点，所以，它比其它碳化钨基材料抗氧化和腐蚀性能优越，耐化学腐蚀性能好，耐磨性能优良，涂层更致密光滑，使用温度高达1400oF(760oC)。
尤其是这种粉末材料制造工艺十分讲究，近球形的颗粒和粒度分布特别针对JP5000。
我公司依此所喷涂球阀类产品最多开合次数超过５０００次。
Plazjet高能等离子喷涂系统（目前在烟台）
该设备由美国TAFA公司出品，性能特点如下：
1、能量巨大，最大输入功率320KW，最大输出功率270KW，相当于7把普通等离子枪的能量总和，火焰速度＞2900米/秒，温度约13000～15000℃，熔融粉末飞行速度＞700米/秒，涂层性能卓越，适合喷涂氧化物陶瓷和部分合金。
2、涂层结合强度高，原理与JP-5000近似，所获得的陶瓷涂层非常值得信赖。
3、涂层呈压应力状态，原理与JP-5000近似。
4、综合性能优异，孔隙率相当于普通等离子喷涂1/5～1/10，同样材料显微硬度可提高50～100%，据理工大学检测Cr２O３HV最高达1680，而普通等离子喷涂HV950～1000。
德国Cr２O３的Plazjet涂层技术曾成功的在四色印刷机械和球阀上应用。
喷涂材料氧化铬（Cr２O３）是一种墨绿色粉末，化学性能十分稳定，不溶于酸、碱、盐及各种溶剂，对高温腐蚀气体（SO2、H2S）极稳定，硬度HRC＞70，摩擦系数小，是氧化物陶瓷中最优异的抗腐蚀磨损涂层材料。
复合氧化铬是以氧化铬为基础，添加SiO２和TiO２制成，与纯Cr２O３相比，由于SiO２和TiO２加入，喷涂工艺性能改善，涂层更加致密，其抗磨粒磨损能力比纯Cr２O３提高1.5倍。
由于其防粘着性能优于碳化钨，摩擦系数比碳化钨小，抗腐蚀能力远优于碳化钨，两者硬度相当，但其使用性能有时甚至优于碳化钨基材料。
为了克服氧化铬涂层热膨胀性能和耐冲击性能不如碳化钨的缺陷，复合梯度结构涂层
是有效选择。
所谓复合—是指将氧化铬与合金按不同比例混合同时送入焰流中形成涂层，在此过程中合金熔粒对陶瓷涂层有孔隙封合作用，两者相互交融，金属基组份使涂层的热胀系数有较大提高，裂纹敏感性降低，致密度和强度提高，兼有合金涂层良好的结合特性和氧化铬陶瓷涂层的高耐磨性，形成独特的“金属陶瓷”涂层。
所谓梯度—是指喷涂时，涂层自下而上氧化铬与合金混合比例呈梯度渐变，随厚度增加合金含量由多变少，氧化铬含量由少变多。
这样的结构能非常有效地削减涂层应力，使涂层的热胀系数均匀过渡，能最大程度与
基体趋于一致，从而克服氧化铬涂层缺陷。
梯度结构氧化铬是我公司的保留技术，在对付特殊综合工况的机配件方面有许多成功案例。
尽管目前尚未见该技术应用在球阀上的报道，但理论和实践都表明，应用于球阀是完全可行的。
若试验成功，必定开此技术球阀应用的先河，相信这种涂层会以其独特的外观和使用性能在球阀界独树一帜，非常值得考虑。