热喷涂技术国内外概况
中国有色金属学报
引言：热喷涂技术作为一种表面处理技术，近几年发展迅速。针对热喷涂的研究也越来越多，本文总结了国内外的热喷涂的发展状况，并对比热喷涂技术与电镀技术。
1．1热喷涂技术的发展
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覆盖层的工艺。该工艺操作简便、灵活高效，涂层材料种类繁多，可以是金属、合金、陶瓷、金属陶瓷或塑料等。近年来高能、高速热喷涂设备的相继问世，特别是高能等离子喷涂、三阴极等离子喷涂、高速火焰喷涂(HVOF)设备的出现，使得热喷涂涂层孔隙多、结合强度不高的弱点得以克服，涂层质量有了质的飞跃，为热喷涂涂层替代电镀硬铬打下了坚实的技术基础。其中，三阴极等离子喷涂设备采用轴向送粉，其喷枪工作原理如图2所示。该设备工作状态稳定、沉积效率高，对于氧化铬涂层(如图3所示)，沉积效率可由常规等离子喷涂的30％左右提高到50％，这可以大大降低成本；且涂层孔隙率小于1％，可以生产出高质量的镜面辊。最新的高速火焰喷涂设备有JP一5000、SB一500、DJ～2700等，工作原理如图4所示，沉积的WC涂层如图5所示。这些设备的粒子速度高达600～800m／S，沉积碳化物的效率非常高，而且涂层的孑L隙率小于1％，结合强度大于70MPa，这些特性使得HVOF成为最具有吸引力的替代电镀硬铬的方法。此外，通过适当的冷却方法和仔细控制喷枪的运动，可以将工件表面的温度控制在93℃以下，因
许多对温度敏感的材料也可以用HVOF工艺处理。
近年来采用热喷涂代替镀硬铬从涂层材料、喷涂工艺、涂层性能、涂层后加工工艺及涂层的应用等方面进行了更为全面和深入的研究睁，包括WC—Co、WC一10Co一4Cr、Cr3C2一NiCr、Cr203、WC—NiCr、WC—Ni、Tribaloy400、NiCrBSi、FeCrMo、
CoCrNiW、FeNiCr、A1203一Ti02等多种涂层在球阀、瓦楞棍、网纹辊、起落架、泵、纺织机械、石油化工设备和汽车等方面的应用。从已经获得的结果来看，热喷涂涂层不但能达到镀铬层的镜面粗糙度，而且在硬度及耐磨性能等方面还大大超过镀铬层，完全可以在一些应用中取代硬铬，特别是一些大型工件在有严重磨损并有腐蚀的场合。近几年，美国和加拿大两国组成了联合研究小组，美国负责研究美国国防部的维修站的硬铬替代问题，而加拿大方面负责研究商业和军用飞机起落架的电镀硬铬替代问题。目前两国的研究已经取得了重大进展，材料试验已经完成，部分项目已经完成了试飞。该研究的最终目的是在商业公司和军事部门广泛推广HVOF技术，以取代电镀硬铬工艺。
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