熱噴涂材料選擇的基本原則正確的熱噴涂涂層材料的選擇是一個(gè)連續(xù)而復(fù)雜的過(guò)程，它應(yīng)該從涂層初始設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，直到涂層使用性能的參考結(jié)束為止。涂層設(shè)計(jì)工作者必須具有各種涂層材料的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和對(duì)使用工況條件的深刻了解，還應(yīng)對(duì)各種熱噴涂工藝的特性及噴涂工藝過(guò)程的影響有充分的認(rèn)識(shí)，才能實(shí)現(xiàn)最佳的涂層材料選擇和設(shè)計(jì)。對(duì)涂層材料的要求是多種多樣的，特別是涂層材料的功能選擇原則。在此對(duì)熱噴涂涂層材料的選擇應(yīng)該遵守的原則歸納如下：1）依據(jù)使用工況條件或設(shè)計(jì)的涂層性能指標(biāo)參數(shù)，選擇涂層材料的功能，首先必須滿足功能要求。2）滿足熱噴涂工藝的需要，如線材的直徑、表面質(zhì)量，粉末的粒度、流動(dòng)性、松裝密度等。3）與基體材料有良好的性能匹配關(guān)系。

實(shí)際工作應(yīng)用中，我們將熱噴涂材料按種類分為線（棒）材噴涂材料、粉末噴涂材料、釬焊材料和輔助材料。熱噴涂線（棒）材分為火焰噴涂用和電弧噴涂用線（棒）材。熱噴涂粉末材料又分為金屬及合金粉末、自熔性合金粉末、可磨耗涂層粉末、陶瓷粉末、金屬陶瓷粉末、復(fù)合粉末材料。釬焊材料主要包括經(jīng)過(guò)熱噴涂工藝后還需進(jìn)行隨后的擴(kuò)散熱處理的涂層材料。輔助材料主要包括噴砂處理用材料、遮蔽材料和封孔材料。

氧-乙炔火焰重熔設(shè)備組成氧乙炔火焰重熔的設(shè)備組成與氧乙炔火焰粉末噴涂類似，只需增加重熔槍。輔助設(shè)備上要增加加熱和緩冷裝置，以便在重熔過(guò)程中能夠有效地控制工件的溫度。若采用一步法噴焊，只需要氧氣、乙炔供給裝置和噴焊槍，因而設(shè)備組成簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便。（１）噴焊槍是氧乙炔火焰重熔的主要工具。許多氧乙炔火焰粉末噴槍都具備既可噴涂又可重熔的功能，如前面介紹的ＱＴＥ７／ｈ型噴槍等。目前使用最普遍的是中小型噴焊槍，既可用于一步法噴焊，也可用于二步法噴焊。這一類噴焊槍屬于射吸式，采用混合氣送粉。氧氣抽吸乙炔的射吸結(jié)構(gòu)及氧氣、乙炔流量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與普通焊炬原理一樣，集中安裝在手柄上。與普通焊炬不同的是增加了粉末輸送裝置，它由粉罐（粉斗）、送粉閥及射吸室等部分組成。當(dāng)混合氣進(jìn)入射吸室后

爆炸噴涂人們很早就發(fā)現(xiàn)可以根據(jù)燃燒的激烈程度將可燃?xì)怏w的燃燒過(guò)程分為：普通燃燒過(guò)程、爆燃過(guò)程、普通爆炸過(guò)程和爆轟過(guò)程。其中爆轟過(guò)程是最激烈和最不易獲得的，以氧氣和乙炔為例，在爆炸過(guò)程中爆炸中心的溫度高達(dá)３４００℃以上，爆轟波產(chǎn)生的速率在１５００ｍ／ｓ以上。研究表明在一端封閉長(zhǎng)１～２ｍ的管子中充滿氧氣和乙炔，在封閉端點(diǎn)燃該混合氣體可以獲得爆轟過(guò)程，同時(shí)產(chǎn)生爆轟波。２０世紀(jì)５０年代中期，美國(guó)聯(lián)合碳化物公司首先利用該原理制備了世界上第一臺(tái)爆炸噴涂設(shè)備（ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎｇｕｎ，簡(jiǎn)稱Ｄｇｕｎ），用于各種零部件的涂層制備和零件修復(fù)。爆炸噴涂原理爆炸噴涂的基本原理爆炸噴涂的基本原理是利用可燃?xì)怏w爆炸產(chǎn)生的沖擊波能量，將待涂覆的粉末顆粒加速加熱，轟擊到基體表面形成涂

冷氣動(dòng)力噴涂的優(yōu)點(diǎn)其他與熱噴涂工藝比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：１）噴涂效率高，可達(dá)３ｋｇ／ｈ，沉積效率高，沉積效率為７０％；冷噴涂涂層致密且氧化物含量低。２）對(duì)基材熱影響小，晶粒生長(zhǎng)速度極慢（有可能維持納米組織結(jié)構(gòu)），接近鍛造組織（與傳統(tǒng)涂層相比硬度高），具有穩(wěn)定的相結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分，基本不需要遮蔽，噴涂損失小，噴束寬度可調(diào)至小于３ｍｍ。３）涂層外形與基材表面形貌保持一致，可達(dá)到高等級(jí)表面粗糙度；噴涂距離極短（可小于１０ｍｍ）。４）涂層致密，可制備高熱傳導(dǎo)率、高導(dǎo)電率涂層，冷噴涂純銅涂層的導(dǎo)電率是９０％，火焰噴涂層和ＨＶＯＦ噴涂層的導(dǎo)電率小于５０％。５）氧化物含量低，冷氣噴涂氧化物含量?jī)H為０２％，粉末火焰噴涂的氧化物含量ＨＶＯＦ噴涂氧化物含量分別為１１％和０

冷氣動(dòng)力噴涂涂層材料與基體材料的匹配性在一定的噴涂工藝參數(shù)條件下，用不同的涂層材料在相同的基體材料上或用相同的涂層材料在不同的基體材料上制備涂層，其結(jié)合強(qiáng)度有顯著的不同。各種不同的涂層材料在不同的基體材料上形成涂層涂層粒子變形。具有塑性的粉末粒子在一定的噴涂速度下，無(wú)論是碰撞在光滑的還是粗糙的剛性（如不銹鋼等）基體材料上，均將產(chǎn)生塑性變形，在基體表面上形成涂層；而具有塑性或剛性的涂層材料粒子在一定噴涂速度下，碰撞在光滑的軟（鋁、銅等）基體材料上，均將產(chǎn)生嵌入式或嵌入式變形，形成涂層。兩者具有不同的結(jié)合強(qiáng)度。不同涂層材料與基體材料配對(duì)分別用Ｎ２和Ｈｅ作工作氣體時(shí)的涂層結(jié)合強(qiáng)度

冷氣動(dòng)力噴涂影響冷氣動(dòng)力噴涂工藝的因素除臨界速度外，影響冷氣動(dòng)力噴涂工藝的主要因素有氣體壓力（約３５ＭＰａ）、氣體溫度（３５０～６８０℃）、粉末材料粒度（５～４５μｍ）和噴涂距離（約１０ｍｍ）。一般來(lái)說(shuō)，隨著氣體壓力的增加，臨界速度增加；氣體初始溫度的增加，碰撞界面局部溫度隨著升高；粉末材料的種類不同，粉末粒度不同、噴涂距離不同，其臨界速度也不同。Ａｌ顆粒的噴涂距離和粉末速度的關(guān)系曲線

冷氣動(dòng)力噴涂臨界速度臨界速度是指噴涂粒子碰撞基體材料前能正常形成涂層的速度。當(dāng)高壓氣體攜帶粉末材料經(jīng)噴槍噴嘴加速后，能否形成所期望的涂層，粉末材料的飛行速度十分關(guān)鍵，是冷氣動(dòng)力噴涂最重要的工藝參數(shù)。粒子碰撞基體材料前的速度，對(duì)于一定的噴涂材料存在一定的臨界速度。只有超過(guò)臨界速度的噴涂粒子才能形成涂層。根據(jù)不同的種類的材料，噴涂粒子的臨界速度一般為５００～７００ｍ／ｓ。高速金屬粒子碰撞基體后產(chǎn)生局部高壓以及大的塑性變形，破碎并擠出粒子和基體表面的氧化膜，使粒子與基體間達(dá)到新鮮金屬間緊密接觸。對(duì)于給定材料，臨界速度的存在意味著粒子的結(jié)合需要一定的塑性變形量。因此噴涂粒子的加速行為以及碰撞基體的變形行為是非常重要的，碰撞粒子速度對(duì)粒子與基體變形碰撞界面溫度升高影響較大。隨著噴涂粒子速度的增加，

冷氣動(dòng)力噴涂設(shè)備組成 冷氣動(dòng)力噴涂設(shè)備由控制裝備、噴槍、加熱器、送粉器、噴涂機(jī)械手及其他輔助裝置組成。冷氣動(dòng)力噴涂系統(tǒng)的核心是噴槍拉瓦爾（Ｌａｖａｌｎｏｚｚｌｅ）噴嘴和加熱器。冷氣動(dòng)力噴涂設(shè)備組成

冷氣動(dòng)力噴涂冷氣動(dòng)力噴涂技術(shù)（ＣＧＤＳ）是近期發(fā)展起來(lái)的一門新興的表面工程新技術(shù)。２０世紀(jì)８０年代中期由俄羅斯人Ａｌｋｉｍｏｖ等人偶然發(fā)現(xiàn)了該項(xiàng)技術(shù)，并且利用該項(xiàng)技術(shù)在不同的基體上噴涂沉積純金屬、合金和金屬陶瓷復(fù)合涂層。到了２０世紀(jì)９０年代獲得實(shí)用冷氣動(dòng)力噴涂專利技術(shù)，于２０００年推出第一臺(tái)商用計(jì)算機(jī)控制的冷氣動(dòng)力噴涂設(shè)備。冷氣動(dòng)力噴涂技術(shù)是一項(xiàng)既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的噴涂技術(shù)，可用于材料的表面涂層制備，改善和提高材料的表面性能。如：耐磨性、耐蝕性、導(dǎo)電性、材料的力學(xué)性能等其他功能，最終達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。冷氣動(dòng)力噴涂技術(shù)是在低溫狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)涂層的沉積，涂層中形成的殘余應(yīng)力低（主要是壓應(yīng)力），涂層厚度可達(dá)到數(shù)毫米；對(duì)基體熱影響區(qū)小，對(duì)噴涂粉末無(wú)任何熱影響，無(wú)氧化，無(wú)污染