热喷涂涂层的选择和热喷涂涂层系统的设计

　实际生产中，由于机件的形状、大小、材质、施工条件、使用环境及服役条件千差万别，因而对涂层性能的要求也不一样，所以在设计产品和修复零件时，就涉及到如何正确选用热喷涂层，采用怎么样的工艺来实现等，这将关系到以后使用时的成败。因此，在进行涂层设计时，就要对工件使用情况和工件表面应具备的性能有透彻的了解，准确判定工件的失效原因，然后，有目的的进行涂层的选择和系统的设计。
    1.涂层的选择
    选择涂层要从几方面来考虑：
    ①工艺方法的可能性。
    ②工作环境：包括涂层在工作中所承受的应力或冲击力，工作温度，腐蚀介质和腐蚀环境，涂层与其它零件配合表面和连接表面的材料和润滑情况等。
    ③要求的涂层特征：包括涂层的表面功能(如表面状态和表面光洁度等)，涂层的化学性能；结合强度；孔隙率，硬度，金相组织，耐磨性能等。
    ④基体材料的特征：基体材料的化学成分和性能，零件的尺寸和形状，喷涂部位的表面状态等。
    ⑤选择适当的涂层：选择非复合或复合涂层，但要满足机件的使用要求。
    2.喷涂工艺的选择原则
    ①若涂层结合力要求不是很高，采用的喷涂材料的熔点不超过250O℃，可采用设备简单、成本低的火焰喷涂。
    ②对涂层性能要求较高的某些比较贵重的机件，应采用等离子喷涂。因为等离子喷涂材料熔点不受限制，热源具有非氧化性，涂层结合强度高，孔隙率低(可低于1％)。
    ③工程量大的金属喷涂施工最好采用电弧喷涂。
    ④要求高结合力、低孔隙度的金属或合金涂层可采用近几年国外研制的气体火焰超音速喷涂。要求高结合力、低孔隙度的金属或陶瓷涂层则可采用低压等离子喷涂，特别是如对Ti之类易于氧化的材料，此法尤其适用。爆炸喷涂所得涂层结合强度最高，可达17OMPa，孔隙率更低，可用于某些重要部件的强化。
    ⑤对于批量大的工件，宜采用自动喷涂。自动喷涂机可以成套购买，也可以自行设计。
    ⑥对于安全性要求特别高的机件，喷涂工艺及材料的选择必须经过充分的试验论证。
    喷涂方法选定之后，还要选定预处理工艺，并确定合理的工艺参数。
    3.热喷涂工艺
    一般来讲，热喷涂工艺基本上都包括这几方面：基体表面预处理，喷涂，表面热处理和涂层封孔处理，涂层表面的精加工
    (1)预处理：包括去油、除锈、表面粗糙化。 
    (2)喷涂：主要考虑这几个方面，它们都会影响到喷涂质量：
    ①喷涂热源条件：燃料种类及和氧混合的比例。
    ②材料输送：输送气体种类、速度和流量以及输送位置和角度。 
    ③喷涂材料：材料成分，物理性质，粉末形状、粒度，线料或棒料直径等。
    ④机件：基体成分，基体温度、性能、表面处理方法。
    ⑤喷涂操作：喷枪与机件距离，喷枪或机件移动速度，喷枪与机件的角度，喷涂气体介质等。
    (3)涂后处理：涂后要立即进行封闭处理或热处理。
    (4)精加工：喷涂后，涂层尺寸并不准确，需留有加工余量，进行磨削加工。