近些年来，一些科学技术发达的国家在注重热喷涂http://www.sunspraying.com/kepuyuandi/技术的篆础理论研究的同时，更加注重热喷涂材料、工艺及设备等方面的研究，而后者又是相互伴随和紧密联系在一起的。特别在热喷涂设备方面又是热喷涂技术的重要装备，它的现代化程度和研制水平能反映一个国家的热喷涂技术水平。因此，本文单从热喷涂设备方面来简述当今世界上在这方面的最新发展，这对我国广大热境涂工作者进一步了解国外水平，找出差距，制订我们的发展规划将起一点有益借鉴作用。
一、火馅喷涂役备
火焰喷徐设备是一种最古老的喷涂方法，但至今仍然发挥着重要的作用。随着热喷涂技术的不断发展，火焰喷涂设备在结构上有了很大的改进，以适应越来越高的使用要求。
1，火焰丝材喷枪
火焰丝材喷枪是最早出现的喷涂装置，至今仍然有着广泛的应用前途，现在连金属陶瓷材料也能采用此方法进行喷涂。美国Metc。公司研制的12E型和SK型喷枪是当
今火焰丝材喷枪中最具有代表性的。
(1)Meteo12E型喷枪
Metco12E型喷枪是按等压式原理设计的，该喷枪通过调节氧乙快以及压缩空气的压力和流量，来调整火焰的温度，焰流的速度、丝材的送进及其熔滴速度等。12E型喷枪上的喷嘴、空气盖及喷射室可燃气休混合室等设计合理，它们能均匀分散火焰，并能熔化舍属丝材，同时能确保金属丝材有充分灼时间停留在火焰中完全熔化。喷涂速率不受丝材直径大小的限制，喷枪能确保较高的丝材送进力量及高速率燃烧效果。表1为1ZE型喷枪的高啧涂速率。
(2)MeteoSK型喷枪
Metco5K型喷枪采用马达送丝机构，为机夹型式，一可装夹在机床上进行喷涂作业。喷枪的喷嘴和空气帽的设计能使燃烧气体均匀地分布在丝材的周围，保证丝材均匀地熔化，改善了涂层的质量，这种喷枪适用于长时间的连续喷涂作业。在该喷枪上装上延伸管，能够喷涂深度不同的内孔表而。该喷枪还具有较高的速率(见表2)。
(3)NM型气喷枪
NM型气喷枪是日本化工机株式会社研制的采用无级调速马达送丝装置的喷枪，送丝速度稳定，分度盘可以直接显示数值，避免了人为的影响。利用阀门操纵，可以在远离操作点分另11调节氧、乙块的压力和流量，这对某些内表面的喷涂是极为有利的。{负枪还备有各种不同用途的喷嘴，更换方便，扩大了喷枪的使用范围。并可固定在机床上进行喷涂作业。表3为NM型喷枪的喷涂速率。
2.火焰热喷涂粉末喷枪
火焰热喷涂粉末喷枪是目前应用最为广泛的一种喷涂设备，国外对于火焰热喷涂粉末喷枪的发展主要有气体流量的控制、热喷涂粉末量的控制以及发展大功率喷枪等方面。美国Metco公司研制生产的SP型和6P型喷枪是当今火焰喷枪最为先进的喷枪，它能喷涂放热性热喷涂粉末、合全热喷涂粉末、陶瓷及金属陶瓷等热喷涂粉末，它具有结构设计先进、安全可靠、配件齐全、沉积效率高等特点。
(1)Meteo5P型喷枪
Meteo5P型喷枪除采用等压式原理设计外，还专门设计_户贫射式可燃气体.尽合室，具有平稳和均衡氧气及一叮燃气体的流量，即在可燃气体输送线上气压有波动的清况下也毫无影响，若有回水现象发生时，可燃气体混合室具有限制压力的增高和吸收高热等作用，从而保护喷枪不受损害。SP型喷枪的技术参数见表4，喷涂速率见表5。
(2)Meteo6P型喷枪
Meteo6P型喷枪配有送粉器和控制器，能长时间连续自动控制地进行喷涂作业，确保了喷涂工艺的稳定性和可靠性，适用于大面积喷涂作业，最高喷涂速率可达18公斤/小时。
3超音速火馅喷涂设备
长期以来，火馅喷涂没备一直没有突破性的进暖二但是在近几年来，美l国所研制的“超音速火焰喷枪妙是氧乙炔喷涂设备的重大突破，也是对长期保持专利权的的爆炸喷涂设备，以及费用昂贵的等离子喷涂设备的一个严重挑战。它的出现将对提高氧乙炔焰喷涂技术的竞争能力和扩大其应用范围起到重大作用。
超音速火焰喷枪所采用燃料气体为瓶装丙块气，助燃气体为氧气，引燃气体为氢气，运载热喷涂粉末的气体为氮气。当丙块气和氧气进入混合室后，即导入燃烧室，而产生火焰，此时热喷涂粉末由运载气体(氮气)以高速进入喷枪的火焰中心区，并受到氮气气氛的保护，以杜绝和减少热喷涂粉末材料被氧化的可能性。丙快气和氧气的混合气体与氮气在燃烧室附近的喷嘴内扩张而形成超音速气流，来带动热喷涂粉末，使其喷射速度高达500一800米/秒，达到了爆炸喷涂.时热喷涂粉末的飞行速度，从而提高了热喷涂粉末与基体的结合强度，最高结合强度可达68.65Mpa，达到了高能等离子喷涂时的结合强度。同时喷涂后的涂层致密，表面光整，气孔率低(<2%)，基体热变小。这种喷涂装置可以喷涂金属、合金、难熔金属、碳化物及氧化物等。被喷涂的基体材料几乎不受限制，如铸铁、钢、铝、镍以及合金等材料。超音速火焰喷涂时噪声高达12odB操作时必须带上耳罩。
超音速火焰喷枪是由气体混合室、燃烧室和延伸喷嘴等组成。操作时，冷却水通入枪体，冷却水流量可以调节，在冷却水过热时，喷涂设备能自动关闭。气体混合室主要是使燃料气和氧气得到充分混合，混合后的气体立即由混合室进入燃烧室。热喷涂粉末进入喷枪时与喷嘴是同轴线方向，以使热喷涂粉末与火焰的方向一致，热喷涂粉末由载流气体加速，均匀地进八火焰中心区。此时，燃料气和氧气的混合气体以及热喷涂粉末被膨胀气流加速到非常高的冲击速度，另一方面，氢氧混合气体在喷枪内燃烧起引火作用。当进入超音速喷涂时，主气流经螺旋管阀净化后再引燃。
热喷涂粉末进入燃烧室的速度取决于载流气体，从燃烧室到延伸喷嘴，热喷涂粉末被加热加速，热喷涂粉末将变为塑性状态，热喷涂粉末的速度愈高，就能获得高的动能而出现机械和冶金结合，同时，提高了涂层的微密性。
4.燃料空气重复爆炸喷涂设备
燃料空气重复爆炸喷涂方法简称Fare方法。此方法是美国空问工业西南研究所研制成功的一种小型爆炸喷涂装置。热喷涂粉末以一种包襄的形式做成“球丸”，它的外壳是聚乙稀，外壳内部是所需喷涂的热喷涂粉末材料，这杆被喷涂的热喷涂粉末材料就能受到外壳的保护，而不致受到环境带来的污染及危害，也杜绝了大气湿度对热喷涂粉末流动性的影响。“球丸”由一条输送带输送，其热喷涂粉末的送给量恰好为一次爆炸所需要的量。在喷枪点火前，用高压氮气刺破“粉丸”外壳，热喷涂粉末立即进入燃烧室，此时立即点火，燃料气休以2次/秒的频率将粉丸加热至250‘c，并以高速(一可达610米/秒)喷射到基体表面上而形成涂层，其结合强度可达75.51Mpa。
Fare工艺所采用的喷涂枪如图1所示，它象灯泡一样的燃烧室，有一个控制气流的短喷嘴，喷涂时的噪声要比美国联合碳化物公司研制的爆炸喷涂装置小得多。燃料空气重复爆炸喷涂的问世，打破美国联合碳化物公司近二十年来爆炸喷涂的专利垄断地位，它完全可以取代爆炸喷涂所获得涂层质量。
二、电弧喷涂设备的发展
电弧喷涂是国外耗用喷涂材料最多的一种喷涂方法。近几年来，出现了一些新型的电弧喷涂设备，其共同特点是可以获得很高的喷涂速率和涂层质量，下面介绍几种新型自勺电弧喷涂没备。
1.线曝喷涂设备:
线爆喷涂设备是日本木西原教授发明的，七十年代在工业生产中获得了应用。这种喷涂设备主要用于长管工作内壁的喷涂，喷涂丝材在内孔中喷涂不易受到空气的氧化，涂层含氧量低。若在保护气氛条件下还可以喷涂稀有活性金属，涂层气孔率也很小，一般在2一5%。内孔涂层薄而均匀，整个另件内壁均匀受热，因此另件喷涂时的热变形小，涂层与内壁表面的结合强度可达29.42一58.84Mpa，比一般电弧喷涂高2一4倍。线爆喷涂在喷涂摩托车缸内壁时，达到了很好的技术效果。减轻了发动机缸体的重量，降低了汽油的消耗量。
2.角线式电弧喷涂
日木化工机工公司研制的角线式电弧喷枪是采用扁带材来代替普通线材进行喷涂，喷涂时的电功率大，喷涂速率高达138kg/小时，适川于大面积防腐喷涂作业。
3封闭式电弧”贵枪:
由捷研制成功的封闭式电弧喷枪能大大降低喷涂层的氧化现象，如喷涂铝丝材时，含A1203为2.7%，涂层致密均匀，并与基体有较高的结合强度，但喷涂速率相对于其它电弧喷涂要低些。
4.大功率电弧喷涂设备
三、等离子喷涂http://www.sunspraying.com/kepuyuandi/、喷焊设备
等离子喷涂、喷焊技术是五十年代末期发展起来的一项新的工艺方法。等离子喷涂、喷焊设备又是国外发展最快、研究最深、品种规格最多、应用较为广泛的一种热喷涂设备，它的发展充分反映了先进科学技术发达的国家，为了满足科学技术发展的需要而需制备特殊功能涂层的趋势。美国Meteo公司、plasmadyne、英国的AED公司、的等离子技术公司等为研制等离子喷涂设备作出了很大贡献。
1.高能等离子喷涂设备
美国Meteo公司和Plasmadyne公司先后研制成功80冠高能等离子喷涂设备、瑞士Plasma一Teehnik公司研制成功100肚高能等离子喷涂设备。这些高能等离子喷涂设备具有高功率、高热烩、高焰流速度、高热效率、热喷涂粉末沉积效率高，涂层质量高等特点。以美国Metco公司为例，该公司研制的7MB(见图2)gMB、10MB等喷枪，其焰流的最大速度可达3000米/秒，熔化粉粒的最大飞行速度可达6肠米/秒，最大送粉量可达250克/分，喷涂时的热喷涂粉末沉积效率可达80%以上。
2.导管等离子喷涂装置(Tubus一Plasma一SPraying)
导管等离子喷涂装置是带有隔绝空气的屏蔽保护装置，在导管与基体表面之间的15毫米的空间中，具有局部性保护气氛，避免了喷涂材料受到氧化或氮化而影响到涂层的质量。但是，该方法一也存在导管中出现烟尘和蒸发颗粒的缺陷，降低了涂层的涂层的结合强度。
3.低压等离子喷涂设备
尽管等离子喷涂技术具有以上所介绍的许多优越性，但是在大气条件下的等离子喷涂仍有许多不足之处，如一般金属材料也容易发生氧化。为防止涂层及基体表面的氧化，基体的预热温度一般不超过300度。二一般材料如镍基热喷涂粉末在低压下喷涂时，基体预热温度预热到300℃，其结合强度就有了明显的提高，对于易氧化的材料如稀有难熔全属、碳化物等，在大气中的氧气影响就更大了，碳化钦在大气中喷涂时失碳高达40%，即使带包覆层的钻包碳化钨在大气中喷涂时，失碳量仍在37一43%。此外从劳动保护角度出发，要降低等离子喷涂时的噪声、粉尘、紫外线辐射等有害因素的影响，以及喷涂剧毒材料时，都必须在密闭的容器内进行。因此，鉴于大气巾的等离子喷涂仍存在上述许多不足之处，各国都在积极发展低压等离子喷涂技术。
低压等离子喷涂是在一个密闭的二齐器内，用惰性气体(Ar或N:)排除容器内的空气，然后抽真空至6~8mbar，在这种保护气氛的低真空度的密闭容器内进行等离子喷涂。
低压等离子喷涂技术是在低压条件下进行的，因此喷涂时的等离子焰流具有伸长、扩散、直径变粗等特性，从而使热喷涂粉末材料得到充分的熔化，这样就能提高涂层的质量;在低压条件下，允许基体表面有较高的预热温度，而不致引起氧化，从而增加了涂层与基体的结合强度;在低压条件下，热喷涂粉末的沉积效率高，孔隙可降到l%，提高了涂层内致密度，在低压惰性气氛中进行高温等离子喷涂，使熔融粒子在无气体杂质污染的条件下，喷射瘾体表面上能保持较长时间的启化、流动、缓慢冷却和凝固等过程，使之获得清洁、致密、均匀的涂房，这就提高了涂层与基体的结合强度，减少了涂层的内应力。由于在低压密闭的容器内喷涂，噪声、粉尘、紫外线等有害物质与操作者隔绝，避免了天气条件下，等离子喷涂所出现的污染现象。
低压等离子喷涂技术是七十年代初期西德的发动机和透平机公司提出的，该项技术叮以说是热喷涂技术发展中的最新技术之一，尽管由于该项技术较为复杂和投资昂贵，使它的推广应用受到一定的影响，但是，由于该项树术所获得的涂层质量是大气条件下的等离子喷涂所无法获得的。因此，在美国弓欧州等工业发达的国家已引起对低压等离子喷涂技术的极大关注。就美国而言，已有30套低压等离子喷涂设备。低压等离子喷涂技术在我国还是一项短白，从1984年起由中国科学院金属研究所设计，江苏省热喷涂技术研究所泰兴喷涂喷焊设备厂制造的我国第一台DDP一1000型低压等离子喷涂机组于85年10月在江苏省泰兴县通过国家鉴定，这将为我国填补了低压等离子喷涂技术的空白。
4.水稳等离子喷涂设备
水稳等离子喷涂的原理如图3所示，它是将高压水引入喷枪内，使它形成稳定的圆形涡流水流在其中心轴上阴极和旋转阳极之间加上高电压，使之进行瞬间短路，产生电弧放电，这样就产生了等离子体。
水稳等离子喷涂的最大特点是采用最廉价的水来代替氮、氢、氢等气休作为等离子源，因此，喷涂时的费用比较低，便于推广应用。水稳等离子喷涂设备的输出功率可高达200，等离子焰流的温度比氢气等离子弧高一倍，因此，可获得很高的喷涂速率，喷涂氧化错时最大喷涂速率可达55公斤/小时。它的热效率也比较高，最高可达85%，喷涂氧化铝陶瓷材料时，涂层与基体的结合强度高达2.5公斤/毫米2左右，为大面积喷涂陶瓷材料提供了广阔的的前景。水稳等离子境涂时，由于等离子焰流温度极高，同时水电离后形成等离子气体为氧化气氛，对喷涂材料容易发生高温氧化和烧损等缺陷。因此，目前还只局限应用于高熔点的陶瓷涂层，另外设备一次性投资也比较贵，在推广应用中受瓢了限制。水稳等离子喷涂设备是由捷克科学院等离子物理研究所首先研制成功的，目前美国、苏联、西德、日本等许多工业发达的国家都相继使用水稳等离子喷涂设备。
四、激光喷涂设备
激光喷涂技术是获得致密涂层最有效的方法之一，该方法是通过激光束对涂层进行致密化处理，避免了涂层与基体在使用过程中遭受严重的氧化现象。由于高能激光能产生很高的热量，目前国外已能制造20醛以上的COZ连续波激光器，并利用散焦和快速振动法来复盖较大的面积。激光喷涂时，热喷涂粉末以倾斜的陡角喷射到激光束中，并且在喷射到基体表面之前，热喷涂粉末材料已被熔化，同时喷涂表面被激光熔化成一层很薄的表面，使涂层与基体之间造成焊接结合，其过程详见图4。激光喷涂技术能准确控制被喷涂的部位以及涂层的渗透性;基体不需要预热，其变形量很小;涂层孔隙度小，氧化物杂质含量低，粘结性能好。但是，激光喷涂的工艺参数比较复杂，热效率也很低，设备制造比较贵，还须配备必要的安全装置。
图略
参考文献略
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