与其他喷涂方法相比,气稳等离子喷涂采用Ar+H2、Ar+N2、N2+H2或Ar+N2+H2作为工作气体,喷涂颗粒速度一般低于音速;喷涂效率高,涂层致密,与基体结合强度高;可精确控制涂层厚度,能获得杂质含量少而纯洁的涂层,喷涂工艺规范调节范围宽;可以较精细地控制工艺参数,制备精细涂层;喷涂材料范围广,尤其能喷涂难熔材料,制备难熔金属、陶瓷、金属陶瓷复合材料涂层,以及其他特殊功能涂层。
由于有以上特点,气稳等离子喷涂主要用于制备质量要求高的耐蚀、耐磨、隔热、绝缘、抗高温和特殊功能涂层,已在航空航天、石油化工、机械制造、钢铁冶金、交通运输、轻纺、能源、电子和高新技术等领域里应用。
气稳等离子喷涂的原理:
由等离子喷枪(等离子弧发生器)产生等离子射流(电弧焰流)。喷枪的电极(阴极)和喷嘴(阳极)分别接整流电源的正、负极,向喷枪供给工作气体,通过高频火花引燃电弧。电弧将气体加热到很高的温度,使气体电离,在热收缩效应、自磁收缩效应和机械效应的作用下,电弧被压缩,产生非转移型等离子弧。高温等离子气体从喷嘴喷出后,体积迅速膨胀,形成高温高速等离子射流。送粉气流推动粉末进入等离子射流后,被迅速加热到熔融或半熔融状态,并被等离子射流加速,形成飞向基材的喷涂离子束,陆续撞击到经预处理的基材表面,形成涂层。大气等离子喷涂用氩气、氮气、氢气作为离子气。
大气等离子喷涂主要用于制备金属陶瓷、金属和陶瓷涂层。在大气等离子喷涂装置上,对喷涂枪和电流进行改进而发展了超音速等离子喷涂,超音速的等离子焰流能量密度更高,焰流速度更快提高了涂层质量。
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