演示文稿 热喷涂技术介绍
热喷涂技术研究进展-PPT课件
1、热喷涂技术概论
原理 热喷涂技术是一种将涂层材料(粉末或丝材) 送入某种热源(电弧、燃烧火焰、等离子体等)中 熔化, 并利用高速气流将其喷射到基体材料表面 形成涂层的工艺 。 涂层结构特点
特点
a. 能赋予基体以多种功能的表面； b. 设备轻便，可现场施工； c. 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。 d. 喷涂操作的程序较少,施工时间较短,效率 高,比较经济。
微等离子喷涂
微等离子喷涂是20世纪90年代由乌克兰巴顿焊 接研究所开发的, 它的特点是具有层流等离子 射流、发射角只有2°~ 6°(普通的等离子枪的 发射角达10°~ 18°)、功率低( 1~ 3 kW )、基 体受热低、噪声小( 30~ 50 dB) , 可在极薄的基 体(如0.5mm厚的不锈钢薄板或1.0 mm 厚的锰 片)上进行喷涂。这种喷涂方法的功率虽低, 但 能量集中, 其束斑直径小于5 mm, 所以仍可喷 涂各种材料, 特别适宜制备小零件及薄壁件的 精密涂层, 且该设备重量轻, 适合于现场的维修 工作。
悬浮式等离子喷涂示意图
反应等离子喷涂
反应等离子喷涂是对真空等离子喷涂进一步改进的结果, 该方法在真空等离子喷涂过程中,在喷嘴出口处的等离子射 流中加入反应气体(如N2),反应气体与加热中的喷涂颗粒相 互作用,进而得到新的生成物。 例如,用这种方法可以获得TiN涂层,它是靠喷涂钛粉和注入 N2反应后得到的,其工作原理如图所示。TiN具有高熔点、 高硬度、耐磨、耐蚀等特点,并且还具有优良的导电性和超 导性。 反应等离子喷涂制备 TiN涂层克服了传统的物理或者化 学气相沉积(PVD及CVD)工艺 制备TiN 涂层,存在沉积速 率低、涂层厚度过薄的缺点,可制备纳米晶TiN涂层, 涂层厚度可达500µ m。
热喷涂演讲稿
热喷涂演讲稿尊敬的各位领导、各位来宾、心爱的同事们：大家好！我是热喷涂技术部门的XXX，今日特殊荣幸能够在这里向大家介绍热喷涂技术以及其在工业制造中的应用。
热喷涂是一种高科技表面处理技术，通过热能将金属或非金属材料加热熔化，然后喷射到待处理的物体表面，形成一层稳固、耐磨、耐腐蚀的涂层。
热喷涂技术具有灵活性强、适应性广、处理速度快等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、能源、化工等领域。
起首，让我们看看热喷涂技术在航空航天领域的应用。
航空航天行业对材料的要求特殊高，热喷涂技术能够为航空发动机的叶片、涡轮、燃烧室等关键部件提供高温、高压、高速环境下的保卫。
热喷涂涂层能够提高零部件的耐磨性、耐高温性和抗氧化性能，延长应用寿命，提高发动机的可靠性和效率。
其次，热喷涂技术在汽车制造中的应用也特殊广泛。
汽车发动机的缸体、活塞、气门等部件屡屡面临高温、高压、腐蚀等严峻环境的考验。
热喷涂技术可以为这些关键部件提供保卫性涂层，提高其耐磨、耐腐蚀能力，延长应用寿命，同时缩减能源损失，提高燃烧效率，降低尾气排放。
此外，热喷涂技术在能源和化工行业中也有着重要的应用。
例如，热喷涂技术可以为燃气涡轮机的叶片提供保卫层，提高其耐高温、耐腐蚀性能，使其在极端条件下运行更加可靠。
在化工领域，热喷涂技术可以为反应器、管道等设备提供耐腐蚀涂层，保卫设备免受化学物质的侵蚀，提高设备的应用寿命。
尊敬的各位领导、各位来宾、心爱的同事们：热喷涂技术的广泛应用对于提高工业制造的质量、效率和可靠性具有重要意义。
作为热喷涂技术部门的一员，我为能够参与到这项壮丽事业中感到无比自豪。
我们将继续努力研发创新，推动热喷涂技术的进步，为各行各业提供更加优质的产品和服务。
感谢大家！。
热喷涂技术简介
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
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
热喷涂的优点
1 设备轻便，可现场施工
喷涂 技术 的优
点2Biblioteka 工艺灵活,适应性强,操作程序少,修复快捷 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
火焰类
火焰喷涂,爆炸喷涂,超音速喷涂
激光类
激光喷涂
热源种类
电热法
电弧类
电弧喷涂,等离子喷涂
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。
谢谢
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。
热喷涂技术综述
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。
演示文稿 热喷涂技术介绍88页PPT
61、辍学如磨刀之石，Байду номын сангаас见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
表面处理第十一讲 热喷涂
热喷涂材料的要求
（1）热稳定性好，在高温焰流中不升华，不分解(复合粉末）。 （2） 有较宽的液相区，使熔滴在较长时间内保持液相。 （ 3 ）与基材有相近的热膨胀系数，以防止因膨胀系数相差过 大产生较大的热应力。 （4） 喷涂材料在熔融状态下应和基材有较好的浸润性，以保 证涂层与基材之间有良好的结合性能。
氩气：易于引弧，等离子弧稳定，有很好的气体保护作用。
氢气：可作为辅助气体起到提高热焓和防氧化的作用。
等离子喷涂工艺（2）
3） 供粉速率：速率过大使熔化不良的粉粒增多，涂层组织 疏松、气孔率增大；速率过低则降低喷涂效率。 4） 喷涂距离和喷涂角：喷涂金属粉末时喷距为75～130mm； 喷涂陶瓷粉末时喷距为50～100mm。喷涂角度以90°为最佳。 5） 喷枪与工件的相对移动速度：移动速度快些为好，可防 止一次喷涂过厚导致涂层内应力过大，还可避免局部过热。
粗化处理的方法（2） 2） 开槽；
粗化处理的方法（3） 3） 电火花拉毛；
4） 喷涂粘结底层。
表 6—2 粘结底层材料及最高使用温度 涂层（质量分数） 温度/℃ 钼 315 620 80％ Ni— 20％ Al 1010 95％ Ni— 5％ Al 1260 80％ Ni— 20％ Cr 980 94％ Ni— 6％ A1 1316 Ni(Co)CrY
3 涂层结构（1） 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％。
涂层结构（4） 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；空气干燥型酚醛、乙烯树脂、硅树脂、 煤焦油、聚氨酯、亚麻子油、聚酯 烘烤酚醛、酚醛树脂、环氧树脂、聚酯、聚酰胺树脂 环氧树脂、聚酯、聚氨酯 硅酸钠、磷酸盐
热喷涂技术的原理及应用实验报告
热喷涂技术的原理及应用实验报告一、引言热喷涂技术是一种常用的表面涂覆技术，通过高速喷射热能将粉末或线状材料熔化，并在基材表面形成涂层。
本文将介绍热喷涂技术的原理以及在实验中的应用情况。
二、热喷涂技术的原理热喷涂技术基于热能喷射原理，通过将热能引入喷枪中，使喷口处的涂层材料达到熔化状态，然后以高速喷射到基材表面。
热喷涂技术主要包括燃烧喷涂和等离子喷涂两种方式。
2.1 燃烧喷涂原理燃烧喷涂是利用火焰的高温将涂层材料加热至熔化状态的技术。
其原理可以分为两个步骤：1.燃烧产生高温火焰：在喷涂枪中，燃烧剂和氧气混合燃烧产生高温火焰。
这种高温火焰可以使涂层材料达到熔化状态。
2.喷涂涂层：熔化状态的涂层材料通过高速喷射到基材表面，形成一层均匀的涂层。
涂层在快速冷却后变得致密，并具有良好的附着力。
2.2 等离子喷涂原理等离子喷涂是利用电弧放电将涂层材料加热至熔化状态的技术。
其原理可以分为三个步骤：1.弧电离气体：在喷涂枪中，高压电源产生电弧，将气体电离，形成等离子体。
等离子体产生的高温可以使涂层材料达到熔化状态。
2.喷涂涂层：熔化状态的涂层材料通过高速喷射到基材表面，形成一层均匀的涂层。
等离子体的高温状态有利于涂层材料的熔化和喷射。
3.冷却和固化：涂层在快速冷却后变得致密，并具有良好的附着力。
三、热喷涂技术的应用实验3.1 实验目的本实验旨在研究热喷涂技术在材料表面涂覆方面的应用情况，并对涂层性能进行评估。
3.2 实验材料和设备实验材料：使用钴基和铝基合金粉末作为涂层材料。
基材使用不锈钢板。
实验设备：燃烧喷涂设备和等离子喷涂设备。
3.3 实验步骤1.准备基材：将不锈钢板进行表面处理，保证其干净无杂质。
2.准备涂层材料：将钴基和铝基合金粉末进行筛选和混合。
3.燃烧喷涂实验：将喷涂枪调整到适当位置，控制喷涂距离和喷涂速度，进行燃烧喷涂实验。
4.等离子喷涂实验：将喷涂枪调整到适当位置，控制喷涂距离和喷涂速度，进行等离子喷涂实验。
热喷涂技术原理及应用课件PPT
通过喷涂方法的选择可以避免和减轻这一现象的发生。
对东喷方枪 明喷珠咀电部视分塔作钢适结当构变天热动线喷后喷，铝涂可涂用于层喷中涂塑不料可粉末避。免地存在着孔隙，孔隙度的大小与颗粒的温度和速度以及喷涂 例如，如果是陶瓷涂距层，离则和最好喷选涂用等角离度子喷等涂喷； 涂参数有关。一般来说，温度及速度都低的火焰喷涂和电弧喷涂涂 电Sp热la法t fo：rm高a频tio喷n:涂、层线材的电孔爆喷隙涂度都比较高，一般达到百分之几，甚至可达百分之十几。而高温的等离子喷涂 汽轮机、压缩机汽缸涂在长层期及的使高用速中其的中超分面音由速于微火振焰、热喷汽涂流腐涂蚀层及热则变孔形等隙而度发生较变低形状。、最面积低不可等及达深0浅.5各％异的以表下面破。坏，引起泄漏。
3) 熔粒与周围大气接触时间短：这可避免碳化物材料分解和脱碳； 4) 喷涂粉末细微，涂层光滑：粉末粒度为5-45μm，可获得表面光
滑的涂层； 5) 涂层致密，结合强度高：涂层的孔隙率可小于0.1%，结合力可大
于100N/mm2； 6) 气体耗量大、喷涂噪声大：目前喷枪所消耗的气体远大于一般火
焰喷涂； 7) 被广泛使用来制备碳化物（WC-Co、NiCr-Cr3C2）涂层和耐蚀
涂层断面形貌（层状结构）
7热喷涂的实际应用-钢结构防腐当中的应用
汽轮机、压缩机汽缸在长期的使用中其中分面由于微振、热汽流腐蚀及热变形等而发生变形状、面积不等及深浅各异的表面破坏，引起泄漏。
40mm 厚的热障陶瓷涂层，就能使金属零件表面的温度降低 200~300 ℃，并使热端部件免受燃气腐蚀和冲蚀。
它能把高温部件与高温燃气隔离开来，仅 0.
汽轮机、压缩机汽缸在长期的使用中其中分面由于微振、热汽流腐蚀及热变形等而发生变形状、面积不等及深浅各异的表面破坏，引起泄漏。
第五章-热喷涂技术PPT课件
表面粗化处理与清洗过程同样重要。工件表面经过粗化处理后， 可以增大工件表面的活性和增大喷涂层的接触面积，在有些情况 （如喷砂）还可以使工件产生表面压应力，有助于增强工件的抗疲 劳性能。
热喷涂的基本工艺流程图如图2所示
工件表面制备
喷
涂
表 表 表预
底
面面面
净 化
预 加 工
粗热 化
层
喷
喷后处理
涂
工
机封
作
械
层
加 工空
图2 热喷涂的基本工艺流程图
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1）表面净化
喷涂前，首先须将待喷涂表面净化，彻底清除附着在表面的油 污、油漆、氧化物等，显露出新鲜的金属表面。
2）表面预加工
表面预加工的主要目的是预留一定的喷涂层厚度。
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涂层形成过程示意图如下：
冲击
碰撞
变形
图1 涂层形成过程示意图
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凝固-收缩
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热喷涂原理示意图
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涂层形成示意图
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涂层的结构
涂层结构示意图
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涂层的形成过程表明，涂层是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。
在喷涂过程中由于熔融的颗粒在熔化、软化、加速及飞行及基材表 面接触过程中与周围截至发生了化学反应，使得喷涂材料经喷涂后 会出现氧化物，而且，由于颗粒的陆续堆叠和部分颗粒的反弹散失， 在颗粒之间不可避免地存在一部分孔隙式空洞。因此，喷涂层是由 变形颗粒，气孔和氧化物所组成。
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热喷涂的主要应用特性
与其他表面工程技术相比，热喷涂在实用性方面有以下方 面的特点：
热喷涂、喷焊与堆焊技术PPT演示文稿
被喷涂的材料必须满足对热喷涂涂层使用 功能特性的基本要求，如耐磨、耐蚀、耐 高温、抗氧化、可磨耗密封、自润滑、热 辐射、导电、绝缘及超导等。
2 涂层材料具有良好的物理性能；
与基体或结合底层有良好的性能匹配。 27
3 涂层材料具有良好的稳定性；
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火焰粉末喷涂设备
④ 爆炸喷涂
这是一种将燃气和助燃 气按一定比例进行混合 后，送入燃爆室内点燃 爆炸，产生的高温、高 速气流将粉末喷射到工 作表面形成涂层的方法
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⑤ 高速火焰喷涂
该方法将燃烧火 焰约束在枪体内 部，火焰温度高， 对粒子加热时间 长，焰流速可达 1050 m/s。因此 涂层甚至比等离 子喷涂层更细密， 氧化物含量更低， 涂层结合强度约 为70 Mpa。噪 音大。
原因
1）喷焊材料需能够润湿基材；
2）必须与基材相容，即它们在液相和固 相下必须有一定的溶解度；
3）基材的熔点应高于喷焊材料的熔点， 否则易导致基材塌陷或损坏；
4）喷焊材料在凝固结晶过程中应不会产 生热裂纹，或使基材热影响区产生裂纹。
因此，热喷焊工艺只能适合于一些特定的金属材料（包
括基材和粉末）
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C) 热喷焊工艺中基材的变形比热喷涂大得多；
３. 涂层材料
•热喷涂材料最好有较宽的液相区；
较宽的液相区可以使熔滴在较长时间内保持液相。
•对喷涂材料的形状与尺寸也有要求；
一般是线材或粉末材料。线材的规格一般在 φ1~3mm，而粉末1~100μm之间。
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4. 涂层形成过程
涂层材料经加热熔化和加速→撞击基体→冷却 凝固→形成涂层。
其中涂层材料的加热、加速和凝固 过程是三个最主要的方面。
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。
《纳米热喷涂》课件
05 纳米热喷涂的实际应用案例
航空航天领域应用
飞机发动机叶片
纳米热喷涂技术用于修复和保护飞机发动机叶片，提高其耐高温和抗腐蚀性能 ，延长使用寿命。
航天器表面涂层
在航天器表面应用纳米热喷涂技术，可制备出具有优异耐候、防辐射和耐腐蚀 性能的涂层，确保航天器的长期稳定运行。
汽车工业领域应用
发动机部件
加强纳米热喷涂技术的工业 化应用研究，降低生产成本 ，提高生产效率，推动该技 术的广泛应用。
加强与其他表面处理和材料 科学领域的交叉研究，探索 纳米热喷涂技术的更多应用 领域和可能性。
谢谢聆听
02 纳米热喷涂技术原理
热喷涂技术基础
01
热喷涂是一种表面强化技术，通 过将熔融状态的喷涂材料高速喷 射到基体表面，形成具有特殊性 能的涂层。
02
热喷涂技术具有工艺简单、涂层 厚度可调、适用范围广等优点， 广泛应用于机械、航空、化工等 领域。
纳米材料的特性
纳米材料是指尺寸在纳米级别（1100纳米）的材料，具有许多独特的 物理和化学性质。
1.D 纳米热喷涂技术的工业化应用仍面临一些挑
战，如设备成本、涂层与基体的结合强度等 ，需要进一步研究和改进。
对未来研究的展望
深入研究纳米热喷涂技术的 机理和工艺参数优化，以提 高涂层的综合性能和稳定性 。
探索新型的纳米热喷涂材料 ，以满足不同领域的应用需 求，如高温、腐蚀和摩擦等 恶劣环境下的防护。
复合材料
碳纤维复合材料
陶瓷基复合材料
由碳纤维和树脂等材料复合而成，具 有高强度、轻质、耐腐蚀等特性，广 泛应用于航空航天、汽车、体育器材 等领域。
由陶瓷纤维和有机或无机材料复合而 成，具有高强度、耐高温、抗氧化等 特性，广泛应用于航空航天、能源、 化工等领域。
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（5）、由于热镀锌工艺的预处理采用酸洗、 磷化,故没有增加工件表面粗糙度、涂层结 合力较差。而喷锌、喷铝工艺的预处理采 用喷砂,增加了工件表面的粗糙度,涂层结合 力较好。 （6）、热镀锌工艺对水质污染十分严重,环 保问题非常突出。所以热喷锌、喷铝工艺 被越来越广泛的采用。
电弧喷涂涂层的特点
热 喷 涂 材 料
热喷涂所用的材料主要有粉末、丝、棒、 粉芯焊丝和药芯焊丝等。
粉末材料
热喷涂所用的粉末材料主 要有金属粉末、合金粉末、 自熔性合金粉末、陶瓷粉 末、复合陶瓷粉末、塑料 粉末、包覆粉末等。
粉末材料
丝材
热喷涂所用的丝材主要 有锌及锌合金、铝及铝 合金、锡及锡合金、铅 及铅合金、铜及铜合金、 镍及镍合金、钼丝、碳 钢、不锈钢、复合丝材 等。
(3)、由于铝、锌的电极电位比钢铁低，在 电解质溶液（海洋盐水）中，当铝、锌涂 层局部破损或有孔隙时，铝、锌涂层为阳 极，钢铁基体为阴极，铝、锌涂层将作为 牺牲阳极，而使钢铁基体得以保护（阴极 保护）。
另外热喷涂层起着物理覆盖作用，可较好 地将钢铁基体与水、空气及其它介质隔离 开。同时，铝、锌本身的耐蚀性远好于钢 铁 (见下表）
电弧喷涂具有以下特点： (1)、具有较长久的耐腐蚀寿命,其防腐寿命可达到 50年以上,同时该防腐涂层在30年使用期内无须其 它任何防腐维护；30年以后的维护，仅须在电弧 喷涂层上刷封闭涂料；无须重新喷涂金属涂层， 实现一次防腐，涂层长久有效。 (2)、电弧喷涂层与金属基体具有优良的涂层结合 力，金属喷涂层以机械镶嵌和微冶金与基体金属 相结合，在轻微的弯曲、冲击或碰撞下也能确保 防腐涂层不脱落、不起皮、结合牢固、防腐长久 有效，这一点是其它表面防腐涂层无法达到的。
热喷涂喷枪实现的。在喷枪中以 氧—燃气（乙炔）的混合燃烧 所形成的火焰为热源，将枪内 送丝驱动机构均匀、连续送入 火焰的线材或棒材加热、熔化 后被喷枪前端的压缩空气雾化 成微细的熔粒形成射流，喷射 到经过预处理的基本材料表面 形成的涂层。
工艺方法 热源形式 可喷涂的涂 层材料 熔粒速度 /m*s-1 线材火焰 喷涂 O2+C2H2 O2+C3H8
金属丝及复 合丝材
线材电弧 喷涂 电 能
金属丝及复 合丝材
大气等离子 喷涂
粉末火焰喷涂
燃气爆炸喷涂
电 能 + N2、 O2+C2H2 Ar、H2 、 O2+C3H8 He
金属、陶瓷、 金属陶瓷、复 合粉末等
热喷涂的分类
热喷涂
燃烧火焰喷涂 火 焰 喷 涂 爆 炸 喷 涂
电能热喷涂
线材 电弧 喷涂
线 爆 喷 涂
等离 子喷 涂
等离 子喷 焊
激 光 喷 涂
激 光 喷 焊
线材 火焰 喷涂
粉末 火焰 喷涂
大气 等离 子喷 涂
低压 等离 子喷 涂
高速 等离 子喷 涂
可控气 氛等离 子喷涂
几种热喷涂方法的特点及涂层性能
近年来随着热喷涂技术的发展，超音速火焰粉末 喷涂（HVOF）技术已经诞生。由于粉末颗粒被 加速到音速以上，因此克服了火焰粉末喷涂涂层 结合强度与致密性不高的缺点而被广泛采用。
电 弧 喷 涂
电弧喷涂是近年来应用最广 的一种热喷涂方法，目前大 型钢结构的表面长效防腐广 泛采用电弧喷涂铝或锌。 工作原理是两根以一定角度 （30°~60°）连续送进的 金属丝分别与直流电源的正 负极相连接，在金属丝端部 短接的瞬间产生电弧，将两 根金属丝的端部同时熔化， 在电源的作用下，维持稳定 燃烧；在电弧的背后由喷嘴 喷出的高压空气使熔化的金 属脱离金属丝并雾化形成熔 滴高速喷射到基材表面而形 成涂层。
爆炸喷涂可喷涂金属,金属陶瓷及陶瓷材料。 爆炸喷涂的最大特点是粒子飞行速度高,动能 大,所以爆炸喷涂涂层具有： 涂层和基体的结合强度高（100～160MPa ）， 涂层致密，气孔率很低（<1% ）， 涂层表面加工后粗糙度低， 工件表面温度低。 缺点： 设备价格高 噪音大 属氧化性气氛
（3）、适用热喷涂的零件范围广 热喷涂的基本特征决定了在实施热喷涂时，零件 受热小，基材不发生组织变化。喷涂零件可以大 到舰船船体、钢结构桥梁等，小到传感器一类的 传感件。 （4）、设备简单、生产效率高 常用的火焰喷涂、电弧喷涂以及等离子喷涂设备 都可以运到现场施工，涂层的沉积率也较高。 （5）、缺点是操作环境较差，需加以保护 在实施喷砂处理工序及喷涂工艺中伴有噪声和粉 尘时，需采取劳动保护及环境保护措施。
热喷涂技术简介
热喷涂技术是表面工程技术中的一个重要分支，它是通 过火焰、电弧或等离子体等热源，将某种线状和粉末状 的材料加热至熔融或半熔融状态，并将加速形成的熔滴 高速喷向基体，形成涂层。涂层具有耐磨损、耐腐蚀、 耐高温和隔热等优良性能，并能对磨损、腐蚀或加工超 差引起的零件尺寸减小进行修复。 热喷涂技术的应用主要包括：
电弧喷涂示意图
等 离 子 喷 涂
等离子喷涂是以电弧放 电产生的等离子体作为 高温热源，以喷涂粉末 材料为主，将喷涂粉末 加热至熔化或熔融状态， 在等离子射流加速下获 得很高速度，喷射到基 材表面形成涂层。 等离子弧由于温度很高， 可熔化目前已知的任何 固体材料；喷射出的微 粒温度高、速度快，形 成的涂层结合强度高、 质量好。
长效防腐、机械修复及先进制造技术、模具制作与修复、 制造特殊的功能涂层等4个方面。 目前，热喷涂技术已广泛应用于几乎所有的工业领域以 及家庭用品，如不粘锅、红外线保健电热器等。
热喷涂方法分类
目前还没有统一认可的热喷涂分类方法， 常用的分类方法主要是根据所用热源的不 同来分类，可分为： 燃气法 气体放电法 电热法 激光热源法等。 下面简要介绍一下常用的几种方法。
不同环境中碳钢、锌和铝的腐蚀速率
平均腐蚀速率（μm/年） 材料 乡村大气 碳钢 锌 铝 4~65 0.2~3 0~0.1 城市大气 23~71 2~16 ~1 工业大气 26~175 2~16 ~1 海洋大气 26~104 0.5~8 0.4~0.6 淡水 1~5 1~2
沉积速率 /Kg*h-1
结合强度 /MPa
6~20
20~60
孔隙率 / %
5~15
5~15
1~10
5~15
<2
热喷涂技术的特点
与其他表面工程技术相比，热喷涂技术在实用性 方面有以下优点。 （1）、热喷涂种类多 热喷涂可细分有几十种，根据工件的要求，在应 用时有较大的选择余地。各种热喷涂技术的优势 相互补充，扩大了热喷涂的应用范围。 （2）、涂层功能多 适用于热喷涂的材料有金属及其合金、陶瓷、塑 料及复合材料。应用热喷涂技术可以在工件表面 制备出耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、隔热、 导电、绝缘、密封、润滑等多种功能单一材料涂 层或多种材料的复合涂层。
该喷涂方法由于熔融微粒所携带
的热量不足，使涂层与基材表面 以机械结合为主，结合强度偏低。 见火焰线材喷涂示意图。
热喷涂方法与设备
QX—1型线材火焰喷涂枪如图：
喷枪根据送丝速度可分为高速和中速
• • 高速喷枪喷涂熔点800℃以下的金属丝 如：铝、锌等。
常用喷枪为QX—1型高速和中速喷枪
（如图）: 1、混合头部分 2、送丝轮 3、导丝管 4、阀杆旋钮 5、调速旋盘 6、机动部分 7、手柄部分
等离子喷涂示意图
气 体 燃 爆 式 喷 涂
气体燃爆式喷涂也被称为爆炸喷涂，是以 突然爆发的热能加热熔化喷涂材料并加速 喷射到基材表面而形成涂层。 可分为燃气重复爆炸喷涂和线爆炸喷涂。 线爆炸喷涂是使金属丝突然通过强大的电 流，利用电热能量使金属丝爆炸成微粒黏 附在基材表面而形成涂层。
热喷涂方法与设备
QX-1型线材火焰喷枪性能参数
项 操作方法 动力源 调速方式 质量 目
（表1）
性 能 参 数 手持固定两用 压缩空气吹动蜗轮 离心力—离合器 ≤1.8Kg 0.3—0.7 （常用 0.4） 0.03—0.10（常用0.06—0.07） 0.4—0.8（常用0.5—0.6） 约2.5 约0.7 约30
各种丝材
电弧喷涂技术原理及特点
电弧喷涂原理
电弧喷涂是将两根被喷涂 的金属丝作为自耗性电极， 利用两根金属丝端部短路 产生的电弧使丝材熔化， 用压缩空气把已熔化的金 属雾化成为熔滴，并使其 加速后以很高的速度沉积 到基体表面形成涂层的一 种热喷涂方法。
电弧喷涂（喷锌、喷铝）工艺与同 类工艺性能比较(热镀锌工艺)
氧气压力/MPa 乙炔压力/MPa 压缩空气压力/MPa 氧气耗量/m3*h-1 乙炔耗量/m3*h-1 压缩空气耗量/m3*h-1
热喷涂方法与设备
QX-1型线材火焰喷枪性能参数
项 目 线材直径/mm 喷涂效率/m3*h-1 80钢 铝 锌 AI2O3 低碳钢 不锈钢 铜 铝
（表2）
性 能 参 数 Ø2.3 ， Ø3.0 Ø2.3 Ø3.0 Ø3.0 Ø2.2 Ø2.3 Ø2.3 Ø3.0 Ø2.3 1.8 2.7 3.2 0.4 2.0 1.8 4.3 0.9
电弧喷涂与传统的热镀锌工艺比较，具有以下优点： （1）、热镀锌工艺预处理采用酸洗、磷化工艺,工件 表面会有酸、碱液的残余物,留下了腐蚀的隐患,使热 镀锌层容易产生脱落。喷锌、喷铝工艺预处理采用喷 砂工艺,故工件表面非常清洁毛糙,表面喷锌、喷铝后 不会产生由内向外的腐蚀,从而不会产生涂层脱落现 象。 （2）、热镀锌工艺有一定的温度,约440℃左右,故工 件热镀锌后会产生不同程度的变形；而喷锌、喷铝工 艺喷涂时的温度很低,工件表面温度＜80℃,因此工件 不会变形。