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    |噴涂技術

    熱噴涂技術起始于上世紀初,一九一三年,瑞士人 M.U. Schoop發明。起初,只是將熔化的金屬用壓縮空氣形成液流,噴到被涂敷的基體表面上,形成一層膜狀組織。其噴涂溫度、熔滴對基體表面的沖擊速 度及形成涂層的材料的性能構成了噴涂技術的核心。熱噴涂技術的整個發展,基本上是沿著這三支主導線向前推進的。溫度和速度取決于不同的熱源和設備結構。從某種意義上說,溫度越高、速度越快,越有利于形成優異的涂層,這就導致了溫度和速度兩種要素在整個技術發展過程中的競爭與協調的局面。繁多的噴涂材料的可選擇性,是熱噴涂指數的另一種優勢,它可以使不同設備的工作面被“點鐵成金、戴盔穿甲”。正是這三種要素,使熱噴涂成為真正具有疊加效果的獨特技術,它可 以設計出所需的各種各樣性能的表面,獲得從一般機械維修,直到航天和生物工程等高技術領域廣泛的應用。 
    1 定義 
    熱噴涂是這樣原一系列過程:以某種形式的熱源將噴涂材料加熱,受熱的材料形成熔融或半熔融狀態的微粒,這些微粒以一定的速度沖擊并沉積在基體表面上,形成具有一定特性的噴涂層。 
    2 噴涂材料 
    噴涂材料有粉、線、帶和棒等不同形態,它們的成分是金屬、合金、陶瓷、金屬陶瓷及塑料等。粉末材料居重要地位,種類逾百種。線材與帶材多為金屬或合金(復合線材尚含有陶瓷或塑料);棒材只有十幾種,多為氧化物陶瓷。 
    3 噴涂方法 
    以提供熱源的不同,可分為燃燒法及電熱法。前者包括燃燒火焰噴涂、爆炸噴涂及高速火焰噴涂(HVOF);后者包括電弧噴涂及等離子噴涂(又分常壓等離子噴 涂與水穩等離子噴涂)。 噴涂工藝對涂層產生重要影響的是噴涂濕度(嚴格地說,是熔滴沖擊基體表面時的溫度)和熔滴沖擊表面的速度。 
    4 涂層的形成及其評價 
    噴涂材料經過具有某種熱源形式的噴涂設備噴射之后,在到達被噴涂的基體表面之前,其飛行時間只有幾千分之一秒或更少。在如此之短的時間內,它被加熱、熔化 或半熔化,形成細小而分散的熔滴,沖向基體表面,被擊成扁平的疊狀小片,先前生成的扁片又被后來者所覆蓋,很快就形成由很多扁平羅疊而成的覆蓋層,即為涂層。熱源濕度越高,熔滴沖擊速度越大,形成的涂層越致密。涂層性能與諸多因素有關。 
    5. 涂層功能與分類 
    當某一個工程問題提出后,首先應明確接受施工的工件被噴涂的部位(通常是設備或設施的工作表面)處于什么樣的工況條件,而涂層功能則是確定噴涂工藝及材料的主要依據,同時還要考慮在經濟上是否允許。涂層的多樣性源于噴涂材料的多種選擇、工藝參數的可控及噴涂方法的可變。噴涂粉末材質逾百種,線材和棒材也有數十種,不同的噴涂方法和工藝參數的變化,能 使同一材質形成不盡相同的涂層。如此,這些變數的組合就可得到一組“菜單式”的涂層系列,當你需要具有某種特性的涂層時,只需從中擇取即是。 
    噴涂材料噴涂而成的涂層依據它們的成份可以分為10個系列;(1)鐵、鎳和鈷基涂層;(2)自熔合金涂層;(3)有色金屬涂層;(4)氧化物陶瓷涂層; (5)碳化鎢涂層;(6)碳化鉻和其他碳化物涂層;(7)難熔金屬涂層;(8)氧化物陶瓷涂層;(9)塑料基涂層;(10)金屬陶瓷涂層。 
    涂層按其應用中的功能可分為: 
    1) 耐磨損涂層。包括抗粘著磨損、表面疲勞磨損涂層和耐沖蝕涂層。其中有些情況還有抗低溫(<538C)磨損和抗高溫(538~843C)磨損涂層之分。 
    2) 耐熱抗氧化涂層。該種涂層包括高溫過程(其中有氧化氣氛、腐蝕性氣體、高于843℃的沖蝕及熱障)和熔融金屬過程(其中有熔融鋅、熔融鋁、熔融鐵和鋼、熔融銅)所應用的涂層。 
    3) 抗大氣和浸漬腐蝕涂層。大氣腐蝕包括工業氣氛、鹽性氣氛、田野氣氛等造成的腐蝕;浸漬腐蝕包括飲用淡水、非飲用淡水、熱淡水、鹽水、化學和食品加工等造成的腐蝕。 
    4) 電導和電阻涂層。該種涂層用于電導、電阻和屏蔽。 
    5) 恢復尺寸涂層。該種涂層用于鐵基(可切削與可磨削的碳鋼和耐蝕鋼)和有色金屬(鎳、鈷、銅、鋁、鈦及他們的合金)制品。 
    6) 機械部件間隙控制涂層。該種涂層可磨。 
    7) 耐化學腐蝕涂層;瘜W腐蝕包括各種酸、堿、鹽,各種無機物和各種有機化學介質的腐蝕。 
    8)個性功能涂層。如電子行業減波涂層、核電站的屏蔽涂層等。

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