由于热动能喷涂过程中喷涂粒子并没有完全熔化 , 并且其粒子速度极高 , 喷涂粒子在 AC- HVAF 焰流中的停留时间短 , 喷涂材料在喷涂过程中的氧化反应受到了抑制 , 使涂层中的氧化物含量非常低 。 例如 , 在标准喷涂条件下 , 喷涂合金 671 材料 (Ni- 45Cr- 1Ti)使用 AC- HVAF 工艺喷涂后的涂层中氧化物质量分数仅为 0 .20 %(粉末原料中的氧化物质量分数为 0 .06 %), 但采用 AC- HVAF 工艺可以使这种材料保持很低的氧化水平 。 另外 , 在 AC- HVAF 工艺涂层金相中观察不到氧化物夹杂 。 作为比较 , 利用不同的 HVOF喷涂系统喷涂了同样的 671 合金粉末 , 所得涂层中的氧化物质量分数均在 0 .95 %～ 2 .00 %之间 , 数倍于 AC- HVAF 工艺的喷涂层 。 通常情况下 , 在 AC- HVAF 工艺涂层的金相照片中很难检测到可见的金相孔隙 , 涂层与基体结合状态非常好 , 界面处也看不出缺陷。
由于喷涂粒子的冲击速度极高 , 在金属基材上 , ACHVAF 工艺涂层可达到极高的结合强度 , 在碳钢上 , 碳化物金属陶瓷涂层的结合强度超过 70～ 84 MPa, 金属涂层的结合强度在 47～ 84 MPa 之间 。 AC- HVAF 金属涂层可用榔头敲打而不开裂 , 有些涂层甚至可以经受焊接的热冲击而不会产生退化和脱落现象 。 以下为 AC- HVAF 涂层结合强度方面的的两个特性 , 充分体现了涂层优越的力学性能 。
脆性材料的抗裂系数 K 1C的测量方法之一是测量维氏硬度时将锥形载荷加载至涂层表面 , 然后测量所产生裂痕的长度 。 因为 K 1C正比于(a/ c)3/2 , 其中 a 是压痕对角线 , c是产生的裂痕长度 , 当 a >c 时 , a/ c 值就可体现其抗裂能力 。 试验结果表明 , 不同的 HVOF 工艺喷涂制备的 WC- 基和 Cr3C2- 基涂层其抗裂系数为 1～ 4 之间 , 而在相同的测试条件下 , AC- HVAF 工艺制备的涂层的抗裂系数在 100 ～ 200之间 , 表明其涂层的残余应力非常低 , 抗裂性能显著提高 。这不仅表明涂层性能有了显著的提高 , 而且对热喷涂在应用领域的开发与应用也有很重要的意义 。 事实上 , 涂层抗裂系数的提高 , 为制备厚涂层提供了可能 , 用 AC- HVAF 工艺可以制备出厚十几毫米的涂层 。 在涂层应用中 , 表面温度变化对 AC- HVAF 涂层的影响更小 , 这样实际上是增加了涂层质量的稳定性 。
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