热喷涂方法及设备

　　随着工农业生产及高新技术的飞速发展，对提高传统金属材料的性能及延长机械零部件使用寿命的要求越来越强烈，同时又面临制备高性能或多功能结构材料和表面材料的问题。为解决这些问题，近年来表面工程发展很快，尤其是促进了热喷涂技术的高速发展。热喷涂技术是使基体表面强化和表面防护的一门技术，由早期制备一般防护性的涂层发展到制备各种功能涂层领域，被广泛应用于各种机械设备、仪器仪表和金属构件的耐蚀、耐磨和耐高温等方面，以及使用条件苛刻和要求严格的宇航工业。
　　 7．1 热喷涂的特点及分类
　　 7．1．1 热喷涂的特点
　　 热喷涂是利用一种热源将喷涂材料加热至熔融状态，并通过气流吹动使其雾化高速喷射到零件表面，以形成喷涂层的表面加工技术。与其他表面工程技术相比，热喷涂在实用性方面有以下主要优点。
　　 (1)热喷涂种类多
　　 热喷涂可细分有几十种，根据工件的要求，在应用时有较大地选择余地。各种热喷涂技术的优势相互补充，扩大了热喷涂的应用范围，在技术发展中各种热喷涂技术之间相互借鉴，增加了热喷涂功能的重叠性。
　　 (2)涂层功能多
　　 适用于热喷涂的材料有金属及其合金、陶瓷、塑料及复合材料。应用热喷涂技术可以在工件表面制备出耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、隔热、导电、绝缘、密封、润滑等多种功能的单一材料涂层或多种材料的复合涂层。
　　 热喷涂涂层中含有一定的孔隙，但对于防腐涂层来说应该是避免的，如果能正确选择喷涂方法、喷涂材料及工艺，可使孔隙率降到l％以下，也可以采用喷涂后进行封孔处理来解决。但在许多工程应用条件下希望喷涂层有一定的孔隙，甚至要求气孔能相通，满足润滑、散热、钎焊、催化反应、电极反应等要求。制备有一定气孔形态、一定孔隙率的町控孔隙涂层技术已成为当前热喷涂发展中的一个重要的研究方向。
　　 (3)适用热喷涂的零件范围广
　　 热喷涂的基本特征决定了在实施热喷涂时，零件受热小，基材不发生组织变化，因此喷涂基材可选用金属、陶瓷、玻璃等无机材料，也可以是塑料，木材、纸等有机材料。而且将热喷涂用于薄壁零件、细长杆结构时，在防止变形方面有很大的优越性。喷涂基材的结构可以大到舰船船体、钢结构桥梁，小到传感器一类的元器件。
　　 由于热喷涂涂层与基体之间主要是机械结合，因而热喷涂不适用于重载交变负荷的工件表面，但可以适用于各种摩擦表面、防腐表面、装饰表面、特殊功能表面。
　　 (4)设备简单、生产效率高
　　 常用的火焰喷涂、电弧喷涂以及等离子喷涂设备都可以运到现场施：I：。热喷涂的涂层沉积率仅次于电弧堆焊。
　　(5)操作环境较差，需加以保护
　　 在实施喷砂处理工序时，以及喷涂规程中伴有噪声和粉尘时，需采取劳动防护及环境防护措施。
　　 几种常用热喷涂技术的特点见表7．1。热喷涂与其他常用表面技术的比较见表7．2。

　　 7，1．2 热喷涂方法的分类
　　 目前还没有统一认可的热喷涂分类方法，常用的分类方法主要是根据所用热源的不同来分类，可分为燃气法、气体放电法、电热法和激光热源法等。热喷涂方法的分类如图7．1所示

1)耐磨喷涂材料 　　 耐磨喷涂材料的类型及特性见表8．3。