熱噴涂技術(shù)的研究現(xiàn)狀
發(fā)展趨勢
熱噴涂技術(shù)目前在國內(nèi)已經(jīng)得到了比較廣泛的推廣應(yīng)用，近年來發(fā)展的趨勢和特點是：
⑴大面積長效防護技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用
對于長期暴露在戶外大氣的鋼鐵結(jié)構(gòu)件，采用噴涂鋁、鋅及其合金涂層，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的刷油漆方法，實行陰極保護進行長效大氣防腐，近年來得到了迅速發(fā)展。如電視鐵塔、橋梁、公路設(shè)施、水閘門、微波塔、高壓輸電鐵塔、地下電纜支架，航標(biāo)浮鼓、豎井井筒等大型工程，都采用了噴涂鋁、鋅及其合金方法進行防腐。目前國內(nèi)有幾十個專業(yè)噴涂廠從事這方面工作，噴涂面積每年達幾百萬平方米以上。這項技術(shù)不僅在國內(nèi)大量推廣應(yīng)用，而且在援外工程中也得到了較好的推廣應(yīng)用。
⑵修復(fù)強化大型設(shè)備及進口零部件國產(chǎn)化
修復(fù)強化大型設(shè)備及進口零部件國產(chǎn)化 近年來這方面已有許多成功應(yīng)用實例，如：一米七軋機、高速風(fēng)機轉(zhuǎn)子，大型擠壓機柱塞、大型齒輪、電極擠壓成型嘴、大功率汽車曲軸等。這些工作的進行，一是解決了生產(chǎn)急需；二是節(jié)約了大量外匯。
⑶超音速火焰噴涂技術(shù)的應(yīng)用
隨著中國熱噴涂技術(shù)的發(fā)展與提高，對噴涂層質(zhì)量要求也愈來愈高。近年來美國等國家發(fā)展起來的高速燃氣（HVOF）法是制備高質(zhì)量涂層的一種新的工藝方法。由于超音速火焰噴涂方法具有很多優(yōu)點，目前國內(nèi)已先后從國外引進近十幾臺設(shè)備，在各工業(yè)部門發(fā)揮著重要作用。
⑷氣體爆燃式噴涂技術(shù)進一步得到應(yīng)用
該項噴涂技術(shù)由于粒子飛行速度可達800m/s以上，涂層與基體結(jié)合強度可達100MPa以上，孔隙率<1%，在某些領(lǐng)域里應(yīng)用，優(yōu)于其他噴涂方法。目前國內(nèi)已安裝10臺以上。
⑸氧乙炔火焰塑料粉末噴涂技術(shù)發(fā)展迅速
如前所述，國內(nèi)近年來已有多家生產(chǎn)制造氧乙炔火焰塑料粉末噴涂設(shè)備，采用該項工藝技術(shù)，已在化工貯罐、管道、陶瓷行業(yè)瀘泥機板框、印染行業(yè)的導(dǎo)布輥、煤炭行業(yè)帶式運輸機鑄鐵托輪、石油行業(yè)注聚設(shè)備，以及表面裝潢等方面都得到了很好的應(yīng)用，彌補了電噴塑的不足。為塑料涂層的應(yīng)用，開辟了一個新的途徑。
⑹熱噴涂技術(shù)在化工防腐工程中得到應(yīng)用
腐蝕是機械部件受周圍介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用而失效的主要原因之一。它不僅使大量金屬材料受損失，從而造成的停產(chǎn)損失更難以估計，所以人們對化工防腐工作特別重視。熱噴涂層應(yīng)用于腐蝕介質(zhì)中，特別是強介質(zhì)腐蝕，以前所以未能突破，其主要原因是封孔劑未能解決。眾所周知，噴涂層是存在著孔隙的，若不進行封孔處理，各種酸、堿、有機介質(zhì)就會浸入孔隙，使涂層脫落，影響防腐效果。根據(jù)防腐工程的要求，近期中國已研制成功了聚酯型、有機聚合物型、樹脂型、塑料型、膠粘劑型等幾十種型號的封孔劑，適用于酸、堿、鹽及有機物的腐蝕環(huán)境，其使用溫度80～350℃。采用陶瓷涂層、氧化物涂層或金屬或合金涂層，根據(jù)不同介質(zhì)，選用適當(dāng)?shù)姆饪讋言谠S多化工腐蝕介質(zhì)中應(yīng)用，效果良好。該系列封孔劑已獲專利并獲國家發(fā)明獎。這些封孔劑的研究成功，使熱噴涂技術(shù)在化工防腐工程中的應(yīng)用有了新進展。
⑺激光重熔技術(shù)開始應(yīng)用
近幾年來，高頻感應(yīng)重熔、真空感應(yīng)重熔只是在一定范圍內(nèi)得到應(yīng)用。激光重熔技術(shù)前幾年曾做過小面積試驗，并未廣泛應(yīng)用。近期清華大學(xué)已將激光重熔技術(shù)用于閥門生產(chǎn)中，上海第二紡織機械廠已將激光重熔技術(shù)應(yīng)用在紡織機械中。
⑻在建筑裝潢醫(yī)療衛(wèi)生方面也得到了應(yīng)用
熱噴涂技術(shù)在建筑裝潢醫(yī)療衛(wèi)生方面也得到了應(yīng)用 近年來四川、上海、沈陽、云南等地采用熱噴涂技術(shù)噴涂了各種雕像、飾物、大型壁面等收到了良好效果，如沈陽市國際商場的孔雀開屏大型壁畫就采用了熱噴涂技術(shù)。隨著熱噴涂技術(shù)的發(fā)展與提高，該項技術(shù)已滲透到其他領(lǐng)域中，如生物領(lǐng)域用熱噴涂方法，制造人工骨骼，目前國內(nèi)已臨床200多例，效果很好。此外，用熱噴涂方法制造的人工牙齒，也得到了初步應(yīng)用。
熱噴涂分類方法
作為新型的實用工程技術(shù)目前尚無標(biāo)準(zhǔn)的分類方法，一般按照熱源的種類，噴涂材料的形態(tài)及涂層的功能來分。如按涂層的功能分為耐腐，耐磨，隔熱等涂層，按加熱和結(jié)合方式可分為噴涂和噴熔：前者是機體不熔化，涂層與基體形成機械結(jié)合；后者則是涂層再加熱重熔，涂層與基體互溶并擴散形成冶金結(jié)合。
平常接觸較多的一種分類方法是按照加熱噴涂材料的熱源種類來分的，按此可分為：①火焰類，包括火焰噴涂、爆炸噴涂、超音速噴涂；②電弧類，包括電弧噴涂和等離子噴涂；③電熱法，包括電爆噴涂、感應(yīng)加熱噴涂和電容放電噴涂；④激光類：激光噴涂。
電弧噴涂
電弧噴涂：在兩根焊絲狀的金屬材料之間產(chǎn)生電弧，因電弧產(chǎn)生的熱使金屬焊絲逐漸熔化，熔化部分被壓縮空氣氣流噴向基體表面而形成涂層。
電弧噴涂按電弧電源可分為直流電弧噴涂和交流電弧噴涂。
直流：操作穩(wěn)定，涂層組織致密，效率高。
交流：噪音大。
電弧產(chǎn)生的溫度與電弧氣體介質(zhì)、電極材料種類及電流有關(guān)（如Fe料，電流280安，電弧溫度為6100K）。但一般來說，電弧噴涂比火焰噴涂粉末粒子含熱量更大一些，粒子飛行速度也較快，因此，熔融粒子打到基體上時，形成局部微冶金結(jié)合的可能性要大的多。所以，涂層與基體結(jié)合強度較火焰噴涂高1.5～2.0倍，噴涂效率也較高。
電弧噴涂還可方便地制造合金涂層或“偽合金”涂層。通過使用兩根不同成分的絲材和使用不同進給速度，即可得到不同的合金成分。電弧噴涂與火焰噴涂設(shè)備相似，同樣具有成本低，一次性投資少，使用也方便等優(yōu)點。但是，電弧噴涂的明顯不足，噴涂材料必須是導(dǎo)電的焊絲，因此只能使用金屬，而不能使用陶瓷，限制了電弧噴涂的應(yīng)用范圍。近些年來，為了進一步提高電弧噴涂涂層的性能，國外對設(shè)備和工藝進行了較大的改進，公布了不少專利。例如，將甲烷等加入到壓縮空氣中作為霧化氣體，以降低涂層的含氧量。日本還將傳統(tǒng)的圓形絲材改成方形，以改善噴涂速率，提高了涂層的結(jié)合強度。
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