热喷涂技术
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一、表面工程技术
1、表面技术
在固体材料表面，采用物理方法、化学方法或生物高分子方法等，对表面进行涂装、处理、形成具有特殊功能的表面层或某种功能的覆盖层。这种表面加工技术称之为表面技术。
上述可见，表面技术研究对象是：固体材料表面层。加工方法是：物理法、化学法、生物高分子法，手段是：涂装、处理、扩散及固定化。研究目的及作用是：形成特殊功能表面层及覆盖层，起到装饰、防护、特殊功能（强化、韧化┅┅）作用。
2、表面技术内容
（1）表面涂装
①机械涂装。刷、喷、浸、淋（有机涂料）。
②化学涂装。化学镀、鎏金、化学气相沉积。
③热涂法。热浸（热镀锌）、热喷涂（金属或非金属）。
④电及电化学涂装。电镀、电泳、静电喷涂、物理气相沉积。
（2）表面处理
①热处理。渗氮、渗碳、喷熔。
②化学处理（化学转化膜）。氧化、发兰、磷化、钝化、铬盐处理。
③清洁处理。机械清洗、化学清洗、超声清洗、激光洗等。
（3）特殊功能层
①半导体工程：晶体管、集成电路等。
②表面生物工程：膜分离技术、酶催化技术等。
3、表面工程技术
表面工程研究的主要目的就是弄清各类金属表面的失效机理并综合运用各种表面技术进行防护（包括已损伤零件的修复和防护）。
表面工程的研究方向
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二、热喷涂技术介绍
1、热喷涂简介
热喷涂技术是表面工程学的重要组成部分。是一种材料表面强化和表面改性的新技术，它可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨、密封等性能。原则上讲可在任何固体物质上喷涂。可喷涂的材料有金属、合金、塑料、陶瓷、金属陶瓷以及它们的复合物等等。
热喷涂技术主要用于对部件的修复，预保护及新产品的制造，可使工件获得所需要的尺寸和性能，可广泛地应用于航天、航空、船舶、汽车、机车、石化、纺织、桥梁、机械制造等领域。并且随着先进的热喷涂方法的出现以及各种喷涂方法的不断完善，这项技术由以往的维修为主发展到当今，已逐渐成为产品制造不可缺少的工艺方法之一，即较广泛地用于新产品的制造。
热喷涂技术具有下述特点：
（1）工艺灵活，适应范围广。热喷涂施工对象可小可大。小的可到10mm 内孔（线爆喷涂），大的可到桥梁、铁塔（火焰线材喷涂、电弧喷涂）。可在实验室、车间内进行真空气氛中喷涂，也可在野外现场作业。可整体喷涂，也可局部喷涂。
（2）基体及喷涂材料广泛。基体可是金属、非金属（包括陶瓷、塑料、石膏、水泥、木材、甚至纸张）。喷涂材料可是金属及其合金、塑料、陶瓷等，可以说，几乎是无所不能喷。这样就有可能通过热喷涂方法制备金属/非金属复合涂层，从而获得用其它方法难以得到的综合性能。
（3）除去火焰喷熔及等离子弧粉末堆焊外，用热喷涂工艺加工的工件受热较少，工件产生的应力变形很小。
（4）生产效率高。热喷涂工艺生产效率从几公斤（每小时喷涂材料重量）到数10 公斤，甚至200 公斤，沉积效率很高。
（5）应用范围广。（下面专门介绍）
2、热喷涂的分类及各种方法简介
按欧洲标准EN657: 1994
各种方法见以下简图
热喷涂的工艺方法有很多，广泛使用的热喷涂方法有：粉末（丝材）火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、超音速喷涂（HVOF）和爆炸喷涂。对于以上方法，各自有其自己的特点，火焰喷涂、电弧喷涂具有设备价格低、操作简单的特点，但其应用受到涂层的性能的限制，而等离子喷涂能喷涂陶瓷类材料具有独特的优势，超音速喷涂（HVOF）为90 年代逐渐商品化的设备，有涂层质密、结合性能好、气孔率低等特点，已在国外广泛地应用。
热喷涂方法由60年代到2000年的国外应用变化情况（见表），从中可看出，到本世纪末，等离子喷涂仍居高导地位，主要在航天、航空、纺织等行业应用，但值得注意的是超音速火焰喷涂（HVOF）的发展将占市场25%的额度。
3、喷涂层的结合机理简介
喷涂层与基材的结合是在以下作用下实现的：
（1）微观机械“夹持”作用
基体的表面从微观上看是凸凹不平的，熔化的颗粒喷射到基体表面后，添满或部分添满表面凹的部分，待冷却后，喷涂材料被机械“夹持”在基体表面。
影响这一作用最主要的因素是熔化颗粒所具有的动能E=1/2mv2
而影响动能的最主要因素是粒子喷射的速度。超音速喷涂正是由于粒子喷射速度的大大提高。极大地提高了粒子所具有的动能，粒子在打到基体表面时，动能转化为机械能量，从而提高了涂层的结合强度。
当然，粒子的质量、基体材料的表面状态等也都影响这种机械夹持作用。
(2) 微观“焊接”作用
温度高的熔液打到基材表面一些尖角部分。会造成基材尖角局部的熔化，从而实现微观“焊接”，影响其因素主要是熔滴的温度。比如钼作为打底材料，除了其质量重（动能大）外，其熔点高达2620℃，这样其熔化质粒子温度是造成结合强度好的重要方面。
（3）扩散作用
扩散效果D=f（t，T）它是时间和温度的函数。随温度的提高，扩散效果好，故喷焊（喷涂，重熔）是充分提高了温度及扩散时间，故其结合强度比单纯喷涂好得多，可达钎焊程度。
4、热喷涂工件的表面预处理
基体金属表面的预处理状况，决定着热喷涂涂层与基体的结合性能，因此对其使用寿命有决定性的影响。
表面预处理包括表面净化，除去金属表面的油脂、其他污物、锈、氧化皮、旧涂层、焊接熔粒，以及对表面的粗化处理。
待喷涂表面必须进行粗化。喷砂粗化是最常用的粗化处理方法之一，它能达到符合技术要求的粗糙度，使涂层与基体很好地啮合，并可去除油污、锈、氧化皮、旧涂层等。其他常用的粗化处理方法如，车螺纹、滚花、电拉毛（亦称镍拉毛）、喷钼和镍包铝等或上述方法的综合使用均可提高涂层与基体的结合强度。
各种粗化方法，对基体材料的疲劳强度有一定的影响。喷砂对低强度材料及未经淬火的零部件，其疲劳强度影响不大，但对高强度的淬火材料就有不同程度的损害；车螺纹、滚花和电拉毛，由于基体材料表面缺口处应力集中，其疲劳强度降低；承载的截面积相应减小，其承载能力下降。在粗化处理中应注意此问题。
在表面预处理过程中，工件必须保持干燥，在不利的气候条件下要采用必要的保护措施。
预处理与喷涂工序之间，工件停留时间应尽可能缩短。晴天或温度高的气候条件下，其停留时间不得超过12h；雨天、潮湿、盐雾或含硫的气候环境下，其停留时间不得超过2h。
工作环境的大气温度至少应高于气温5℃或基体的温度至少高于大气露点3℃。
必要时，还应采取其他有效措施，如遮盖、加热或输入净化、干燥的空气，以便满足工作环境的要求。
热喷涂的先期表面处理DIN 8567
5、常用喷涂材料
关于喷涂材料各国相应的分类及材料标准不尽相同，这里介绍两个标准。
prEN ISO 14919 热喷涂：火焰和电弧喷涂的丝和棒 1998
EN 1274 热喷涂用粉末1996 （标准草案 ISO 14232）
（1）在PrEN ISO 14919 标准中：
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（2）在EN 1274 中，关于不同喷涂方法和材料组别对粉的性能的要求的重要性见表中。
粉的性能要求主要包括：化学成份，粒度分布，粒度范围，生产方法，堆积密度，流动性（ISO 4490），微观结构（ISO 3923-2），相的分布和化学成份等。
++ 要求说明
+ 补充说明
-- 不重要
1）在有机物涂层加工时应注意远离破坏温和抗氧化能力以及防毒
2）对碳化物和氧化物而言要求说明
3）对自熔合金而言
粉的分类及成份见以下各表
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6、涂层的检验
在有关涂层的检验方面，德国标准EDIN32531--1 （1996—02）中规定了各种方法，详见附表
三、热喷涂的应用
就热喷涂的应用领域而言应相当广泛，表列出了其主要典型应用，以下就长效防腐及在航空、汽车、钢铁、能源等领域的典型应用作以介绍。
(一)长效防腐的应用
传统的防腐蚀方法是油漆涂装、电镀锌、热浸锌等工艺，这些方法的防腐寿命均不够理想，见下表。
在国外20~30 年代就开始大面积应用于船舶、钢结构件、水闸门等方面进行长效防腐。美、德、英、法、日等工业发达国家都制订了热喷涂技术的有关标准，许多资料都报道了在不同使用环境下，不同材料体系和厚度的腐蚀防护涂层与防护寿命指标的选择建议。如法国有1922年对巴黎附近的圣尼船闸的钢闸门进行了喷锌防腐，于1952年检查，仅个别部位涂层失效，经修复后继续使用至今。美国在1936年对KAW 大桥钢结构件热喷涂0.25mm 厚的锌涂层，于1975年检查，涂层完好，继续使用。美国格兰维奇市天然气化工厂的一座钢结构净化装置，在表面热喷涂0.13mm 厚的铝涂层，投入使用30年完好无损，此外美国的Fochthpazd公路桥，加拿大的比尔.拉普特大桥，捷克的多瑙河铁路公路桥，都采用了热喷涂技术进行长效防腐。
美国焊接学会热喷涂专业委员会于1953年、1954年在美国6个不同大气类型区和2 个海滨区，对喷锌喷铝防腐蚀的低碳钢试验，进行了长达19 年的现场挂片试验，结果均未腐蚀，这证明Al、Zn涂层防腐蚀效果高于钢铁，锌、铝、碳钢在不同环境下的腐蚀速率见下表：
美国海军也进行了类似的试验，同样取得良好的效果。
经过这些实验验证工作后，美、德、日等国家于50 年代开始，大至花了十至二十年的时间大力推广此项技术，大到军舰、船舶，小到护拦等。
最近文献中报导了挪威Dalseide & Floysand翁承建的总重量达2300吨挪威海上平台，整个防腐工程采用的是OSU的技术及设备。完成这一工程使用了14台型号为G35/2-LD/U3喷涂设备，共喷涂AlMg5材料35吨，100个经过特殊培训的工人实施了三个月。这一工程成为世界喷涂防腐领域一个伟大纪录。
由于腐蚀而引起的混凝土结构破坏现象极为普遍。文献报导了采用热喷涂锌涂层为阳极，并与钢构件共同构成的这种牺牲阳极保护系统是一种非常有效的综合修复方法。它具有：1、简单方便、易于施工；2、使用寿命20年或更长；3、可更新阳极（锌涂层）；4、高效、低价的特点。
它可广泛地应用于钢筋混凝土桥梁、地基、高层建筑、大坝、船坞、海上混凝土平台建筑等几乎所有的钢筋混凝土结构防腐及修复。
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国内1952年对淮南电厂从田家庵到蚌埠的264座3.5万伏输电塔进行喷锌防护涂层至今完好。1964年对原子能反应堆外部钢结构件进行喷铝之后再封孔处理的防腐蚀涂层，1983年检查，涂层完好，这些工程节省了大量的维修费用，避免了停机损失，取得了明显的经济效益和社会效益。经过国家六五和七五、八五计划，把热喷涂技术列为重点推广应用项目后，在我国的应用越来越广泛，广电部以85广技科字42号文下发全国，要求今后建设的广播电视塔全部采用热喷涂技术进行防护，另外采用电弧喷涂技术在煤矿防腐工程方面，以及海军舰船方面，防腐也取得了较大规模的应用。举世瞩目的长江葛州坝工程和三峡工程中的船闸钢结构件都采用热喷涂技术进行防护。
热喷涂长效复合涂层防腐的优点：
1 喷涂结构的寿命延长；
2 节省了维修费用；
3 减少了结构的停工时间；
4 一次性投资大些，但从长期看节省了大量资金。
大量的工程应用表明，热喷涂复合防护涂层与重防蚀涂装、常规防蚀涂层投资比为
3.3:1.9:1.2，但寿命比为10:4:2.9，按20年期计算，其总投资比为5~7 10 。综上所述，热喷涂复合防护涂层是一种长效、实用、经济的防腐措施。
(二)热喷涂技术在汽车工业上的应用
汽车工业是现代文明社会的支柱产业，目前全球汽车产量已达5000万辆，汽车品质的不断改善，带动了汽车制造技术的日新月异，也就不可避免地引入先进制造工艺，其中包括热喷涂技术。那么如前所述，现代和面向二十一世纪的汽车主要指乘用车，要求高性能、低污染、高舒适性、高安全性、智能化等等，这就要求选择高强度轻质材料。但是，由于零部件表面的特殊要求还要保持铁基材料或原设计材料的性能，加强燃气效率的监测和控制件的功能开发，特种涂层开发生产过程中的复合工艺，含热喷涂工艺的应用等等。
可采用热喷涂工艺的典型汽车部件见下表及图
为减轻车的重量，逐步采用铝合金是大趋势，同时又要示保持原设计和选用材料的性能。因此，不同材料在铝合金基体上的热喷涂实乃重要课题，非传统的功能性涂层如高隔热涂层、低噪音涂层、磁性传感材料涂层、高精度抗腐蚀涂层、代镀铬涂层等大有用武之地。
热喷涂技术在汽车工业的应用是热喷涂技术当今向着大批量自动化方向发展标志之一。
三、热喷涂技术在钢铁工业中的应用
在钢铁加工过程中需要大量经过表面处理的辊类，它们的好坏直接影响产品的质量，这些辊类在使用过程中主要存在以下问题：
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炉内辊与高达1100℃炉内气氛发生化学反应，而且会发生严重粘着磨损和磨粒磨损。还有一个主要问题就是发生熔渣和氧化物结瘤在辊子表面上，影响产品的表面质量。在钢带连续热浸镀锌生产线中，浸没在锌液槽中的导辊发生严重的液态锌侵蚀，输送辊、导向辊、转向辊、定位辊在工作中既承受较高的热应力和承受较高的机械应力，产生严重的热疲劳和机械磨损，文献中报导了解决这些问题方法。炉内辊采用等离子喷涂STS5070系列材料涂层，具有较高的硬度和耐热性，以及抗热冲击性能，适合于炉内气氛，通常N2/H2温度至1100℃。热浸锌辊采用火焰超音速HVOF喷涂STS5050系列材料涂层，对熔融锌和锌铝有较低的润湿性，不形成脆性的金属间化合物相，具有较高的耐磨性。输送辊采用火焰喷焊STS2100系列材料，涂层硬度HRC55~60，涂层与基体之间为冶金结合，能承受冲击载荷和具有较高的耐磨和耐蚀性。输送辊的喷涂焊技术已成功地应用于国内某钢厂1450精轧改造输送辊道上，其使用寿命与铸造辊相比提高了3 5倍，并可完全代替进口辊。
热喷涂在钢铁工业应用的另一个实例是在高炉风渣口上的应用。高炉风渣口为紫铜制成，由于工作条件十分恶劣，其使用寿命很短，用热喷涂方法解决此问题，采用的是首先喷涂打底层镍包铝镍铬铝，再喷涂过度层金属陶瓷及表层陶瓷材料的工艺方法，从使用情况看，平均延长使用寿命2.5-3倍。连铸模具承受钢水的作用，以前有人采用喷焊Ni基合金的方法，它与传统的镍板寿命相比提高3–5倍，目前，一种新型的带有碳化铬颗粒扩散强化的镍基自熔合金已开始应用于喷涂连铸模涂层。
四、热喷涂技术在能源工业中的应用
1、在工业锅炉防腐耐磨方面的应用
高温腐蚀磨损是工业锅炉普遍存在的问题，造成的生产危害和经济损失十分严重，比如美国造纸用的1200t再生锅炉，停产一天经济损失达200万美元。热喷涂技术发展到当今水平，为经济而合理地解决锅炉的腐蚀与磨损提供了有利途径。锅炉水冷壁管、过热器管、再热器管、节煤或油器管，以下简称四管的腐蚀磨损一直是动力、造纸、冶金和化工等工业中存在的严重问题。采用热喷涂技术用于锅炉四管的防护，真正起步时间是80年代初，其喷涂材料与工艺大体有以下方案：
1 电弧喷涂45CT合金丝材。美国造纸业6%的锅炉采用电弧喷涂材料防护，其中绝大多数采用45CT，由于涂层的保护作用，一般至少10年以上四管不必检修。
2 电弧喷涂KANTHALM合金线材。瑞典采用上述材料喷涂工作9个月后进行检查，未发现腐蚀或剥落，采用此种方法喷涂的锅炉比未喷涂的锅炉可延长寿命6倍以上。
3 等离子喷涂镍铬合金。英国1982年采用等离子喷涂Ni-Cr合金粉，对锅炉管进行防护，三年后检查涂层完好，其涂层年蚀率<10mm>，可使锅炉寿命延长10倍以上。
4 Ni基合金喷焊。文献中认为，发电站锅炉管道及钢厂焦炭设备CDQ锅炉管道，采用Ni基合金喷焊效果良好。
5 另外有报导，日本一工厂采用HVOF方法喷涂Cr3C225NiCr材料，强化燃煤锅炉管取得了较好的效果。
国内对锅炉四管先后采取了渗铝、喷涂Ni--Cr合金、火焰喷涂、电弧喷涂Ni-Cr-Al、Fe-Cr-Al 以及等离子喷涂Ni Cr/Cr3C2 等热喷涂方法对锅炉四管进行预保护。1990年5月开始，先后在陕西某电厂喷涂再热器管28根，水冷壁管20根，至今还在正常运行，采用等离子喷涂Ni-Cr-Al底层+Ni-Cr/Cr3C2工作层，在西北及全国有关十几个电厂，喷涂四管已达几百平方米，大大地提高了锅炉的使用寿命。
2、热喷涂技术在锅炉吸风机上的应用
锅炉吸风机的磨损问题，长期以来一直是电站行业需重点解决的问题，其通风部件，包括叶轮集流器和调节器，由于经受飞灰颗粒的冲刷和低温烟气介质的腐蚀，都存在不同程度的磨损问题，其中最为严重的是叶轮。叶轮的叶片采用翼形，寿命较短，根据不同的工作条件，通常其寿命只有2000~3000小时，有的仅运行几百小时就需停机检修或更换叶轮，磨损严重时灰粒进入叶片机翼内腔引起强烈振动，造成风机损坏事故，直接影响锅炉的安全运行。但仅做好叶轮护磨损工作并没有解决全部磨问题，只有其它通风部件都采用了相应的耐磨措施，吸风机的长期安全运行才有保障，这一点更应引起足够的重视。目前应用于吸风机通风部件强化的热喷涂工艺方法主要有等离子喷涂、爆炸喷涂、超音速火焰喷涂及氧乙炔火焰粉末喷焊几种，这几种工艺方法所获涂层的性能参数见下表。
从上表的几种喷涂工艺对比情况可以看出，氧乙炔火焰粉末喷焊具有涂层强度高，成本低等优点，是目前电厂修复与强化吸风机通风部件普遍采用的方法之一。
3 水轮机过流部件抗汽蚀耐磨损喷焊
大力开发水力资源不仅具有重大的经济意义，而且它成为国内外能源开发的重要组成部分。在水力发电装置中，清水电站汽蚀是其主要破坏方式，而磨损是浑水电站的主要破坏方式，因此在多泥沙条件下运行的水轮机。由于汽蚀和泥沙磨损的联合作用。其破坏程度是相当惊人的。甚至可达清水破坏的十几倍。
文献15 中介绍了采用喷焊方法可以解决这个问题，但由于汽蚀和泥沙磨损对材料的破坏与一般的机械破坏机理不同，故通用的耐磨损用喷焊粉末是不适宜于喷焊水轮机过流部件的。耐汽蚀和泥沙磨损性能优良的喷焊用合金粉末抗汽蚀效果比一般金属粉末好得多。
上述材料为喷焊水轮机专用粉末，Ni46 用于清水电站抗汽蚀，Ni67 用于浑水电站抗泥沙磨损。
喷涂层无剥离、凹坑、夹渣、龟裂等缺陷。喷焊层硬度浑水电站HRC56~62，清水电站为HRC50~55，不平整度≤0.15mm，喷焊层厚度≥1mm，水轮机过流部件的喷焊与非喷焊对可见，从使用寿命来看，可使其延长3~5 倍，而导叶可延长使用寿命4~6 倍。
4 在燃气轮机上的应用
为提高陆用燃气轮机的热效率，燃气轮机工作温度越来越高，国外已将氧化锆基的隔热涂层应用于燃气轮机受热零件，如叶片、喷嘴和燃烧室，常用的双层隔热涂层由McrAly （此处M 指Ni Co 或其化合物）打底层和Y2O3，CaO 或MgO 做稳定剂的氧化锆表面涂层构成。我国也已开展这方面的工作。
五热喷涂技术在航空工业中应用
航空工业是较早采用热喷涂技术的行业之一。特别是五十年代后期，等离子喷涂技术发展
起来之后，率先应用于航空航天等军事部门。到七十年代已形成较大规模。1975年，美国P&W 公司就有2800个发动机零件采用热喷涂工艺。通用电气公司（GE）的一个发动机工厂热喷涂的零件也有2000 多个，产值达4000 万美元。英国RR 公司的斯贝发动机有8 种热喷涂层应用于近200 多个零件。目前，一个新型航空发动机需要喷涂的表面多达3000 多处。
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我国从60 年代中期着手于等离子喷涂航空发动机上的应用研究，70 年代随着发动机制造技术的引进，同时也引进相应的热喷涂技术。现在同国外一样，我国已大量地将热喷涂技术应用于航空领域。
概括起来分为两大方面的应用，1.在航空发动机上的应用，2.在飞机上的应用。
1、在航空燃气涡轮发动机上的应用，包括热障涂层、封严涂层及耐磨涂层。热障涂层简称“TBC”涂层，通常由金属（合金）粘结及耐蚀底层和低导热率的氧化物陶瓷面层组成，粘结底层一般为0.1~0.2mm 厚的NiCr、 NiAl、 NiCrAl 和MgrAlY 合金等（M 代表Ni、 Co 或NiCo）。陶瓷面层一般采用高溶点及隔热性能良好的Al2O3、 ZrO2材料。这些已日益广泛用于发动机的燃烧室、加力燃烧室、涡轮部件及热燃气通道等承受
热应力、热腐蚀的热端部件上，可以提高材料的使用等级，延长材料的使用寿命或降低零件的冷却气流要求。
封严涂层可分为两大类，一类是可磨耗封严涂层，要求较软，软易被叶片磨掉，并便于加工和维修以及具有较好的润滑性，抗冲刷性和抗热冲击等性能。另一大类是磨削型封严涂层，它是坚硬的材料，喷涂转子封严部位，如叶尖等上，常用封严涂层见下表。
因为航空发动机零部件工作条件恶劣，磨损机理比较复杂，因此对耐磨涂层的设计要非常慎重。典型的耐磨涂层有钛合金风扇叶片阻尼台喷涂WC/Co 涂层，涡轮叶片叶冠喷涂CoCrW 涂层。安装边、锁片等喷涂NiCr/Cr3C2涂层，压气机叶片榫头及盘上的榫槽喷涂铜镍铟涂层等等。
在飞机上的应用主要有：
1、防雷击和抗干扰涂层
2、直升机主旋翼轴喷涂耐磨涂层
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3、其它辅件：为燃油泵转子；随动活塞杆；迷宫壳体等部件
航空发动机和其它飞机上部件的喷涂首先要求质量绝对可靠。近来新工艺的出现如真空等离子喷涂，超音速火焰喷层（HVOF）更大地扩展了热喷涂航空领域的应用。
（六）在其它领域的应用
1、热喷涂技术在造纸机械上的应用
随着对纸张质量要求的提高及降低生产成本的需要，生产厂家要求造纸机械上的烘缸和辊类零部件具有以下性能：
●具有较高的表面质量以保证纸张的光泽和平整度；
●表面具有高耐磨性，提高工作寿命；
●对刮刀片的长期工作无影响；
●适用于各种纸张和填料；
●经过改性的表面不受加热和冷却的影响。
烘缸：超音速火焰喷涂（HVOF） STS5040 系列材料具有较高的抗磨损和抗腐蚀性能，能加工到很高的表面光洁度（Ra<0.04μm）；不受加热和冷却速度的影响，适合于刮刀片的长期工作，可重新磨削加工几次。
造纸烘缸的修复，常采用电弧喷涂Crl3 涂层，美国一家公司首先采用电弧喷涂方法修复烘缸，我国也成功地在造纸厂应用了这项技术。
卷纸辊：热喷涂STS5050 系列材料，具有较高的耐磨性，特定的表面粗糙度，稳定的摩擦力。
防粘辊：热喷涂STS5000， STW3000 系列材料，涂层具有抗粘性能和较低的摩擦系数。2、热喷涂技术在印刷机械上的应用
为了提高印刷质量、印刷速度和改善周围环境，需要不断地改善印刷设备和印刷技术。要求印刷辊筒和压辊具有以下性能：
●具有精细表面结构提高表面的润湿性；
●适合于使用无环境污染的水基油墨；
●适合于少溶剂油墨；
●最低限度的维修和清洗；
●延长辊子的使用寿命。
针对以上印刷机械的工作情况，文献中介绍了采用喷涂方法解决这些问题的工艺方法。
激光雕刻印刷辊：等离子喷涂STS3040 系列材料，涂层组织致密、均匀、雕刻质量好，高抗磨料磨损、较佳的润湿性。
中间压印鼓：超音速火焰喷涂（HVOF） STS5040 系列材料，具有最佳的抗磨损和抗腐蚀性能。
3 热喷涂技术在纺织机械上的应用
现代化的大生产能力的编织机器的顺利操作，在很大程度上取决于和纤维丝线相接触的机器上主要零部件抗磨损的性能，在生产的许多环节中，机械的表面精度和光洁度直接影响到产品的质量，因此，需要零部件的表面满足以下要求：
●整个部件在使用周期内表面性能不改变，以保证丝线的质量一致；
●提高抗磨损性能以满足加工速度提高的需要；
●损坏的零件表面易于修复；
●零件的表面性能满足新产品生产的需求。
对于各种类型的导丝辊、槽辊、导丝件，文献中介绍采用等离子喷涂和超音速火焰喷涂STS3030 和STS5050 系列材料，并对涂层进行特殊处理，使其具有较高的耐磨性和抗腐蚀性，而且可根据不同的工作条件调整涂层的硬度和耐磨性。
4、在生物工程/人工植入方面的应用
人们在利用人工关节提高人体机能方面取得了很大的进步。影响人工关节性能的一个主要问题就是关节与骨组织的结合。为此，国内外很多厂家生产提供生物相容界面涂层，以促进骨组织的生长。
各类涂层的作用：
* 多孔钛涂层，提高关节表面的粗糙度；
* 羟化物涂层，帮助骨组织在人工关节上的生长。
四热喷技术的应用前景
据报道世界钢产量的十分之一消耗于腐蚀：机械制造中有1/3 的能源直接或间接发地消耗于摩擦磨损。发达国家由于磨损和腐蚀造成了占国民经济总产值的2~4%，例如美国约为200 亿美元，在德国由于腐蚀、磨损造成的损失占几十亿马克以上；我国每年磨损损失达400 亿元；腐蚀方面的损失达450 万元以上。因此，适当地采取表面涂层技术能有效地避免相当一部分损失；另外，随着工业现代化的发展，对各种机械设备和钢结构构件的表面性能要求越来越高；因此，表面喷涂技术往往有成为解决这些表面特殊性能的关键技术。如耐辐射、耐光、耐热、耐电等性能。
国内外热喷涂技术发展极为迅速，应用也越来越广泛。各种新能源、新工艺、新材料的发展及高新科技的要求，必将促进热喷涂技术更加飞速发展。热喷涂技术在我国工业现代化进程中，特别是在我国国民经济实现两个根本转变，即从“粗放型向效益型”转变的发展过程中不可缺少的高新技术。
热喷涂技术的应用
热喷涂技术的应用 一、前言 电力工业是国民经济的基础产业，是实现现代化的物质基础。改革开放以来，为适应我国快速发展的国民经济的需求，电力工业也得到了飞速的发展。据统计，到1995年底，我国发电机设备装机容量已超过2亿千瓦，已经连续9年每年新增大、中、型机组超过1000万千瓦。近几年还达到1500万千瓦左右。“九?五”计划期间，我国将要新增加装机8300万千瓦，新增发电量4000亿千瓦时。到2000年，全国电力装机将达到2.9亿千瓦，年发电量达14000亿千瓦时，2010年全国电力装机更将达到5.5亿千瓦左右。 广东省一直处于我国改革开放的前沿，电力工业的发展更是令人瞩目，大亚湾核电站，从化抽水蓄能电站及为数不少的大、中型火电站如雨后春笋般相继矗立于南粤大地，保证了我省经济持续高速的动力需求，有力地推动了我省改革开放的进程。 然而，在电力工业中其中特别是火电厂，从锅炉、气轮机、电机的主机系统，到制粉、出灰等辅助部分，常常由于系统中的某一零件的局部磨损或高温腐蚀而失效，不但影响电厂的安全运行，而且为恢复运行、修复和更换已损坏的部件，不仅需要投入大量人力、物力、财力而且在修理和更换期间，必定影响发电，造成巨大的经济损失。 根据美国通行的电力系统性评价分析方法，设备提高性的经济效益包括三个方面的节约：①替代能源消耗；②备用能源费用；③修理费用。估算结果，美国火电站如能将可用系统提高0.05，则第①项每年可节约84亿美元，第②项相当于省装备用机组34000MW。美国电力研究所最新调查还表明，美国每年平均发生叶片事故40余起，平均每起的修理费用为20万美元，因每次事故停机引起的替代能源耗费为250万美元。10年间因叶片事故造成的直接损失为14亿美元。此外，除直接经济损失外，特别在普遍供电紧张的情况下，备用容量小，停机事故往往引起大面积停电，造成极大的社会影响，以某电厂300MW机组因11级围带飞脱造成停机和地区停电为例，停电40天，少发电约2.6亿度，电费直接损失约2600万元，当时该地区每度电产值约5元，则社会间接损失达1.3亿元，相比之下，几十万元抢修费只是一个零头了。据此，增加设备使用寿命，延长设备大修期间间隔，缩短检修时间，提高设备运行效能就成了电力部门经营管理的关键。 为解决电力系统腐蚀及磨损问题，长期以来，各国的科技工作者和产业界就针对性地进行了不懈的努力。如80年代初期，美国热喷涂技术专业公司（TAFA）与主要热喷涂锅炉应用者以及权威的合金制造者（International Nickel）联合组织力量，对以开发一种能对锅炉管道提供长期持续保护的材料和工艺为目标的工作进行了长期的研究，经过大量的实践证明热喷涂技术不失为一种解决电力工业中腐蚀、磨损的有效而经济的技术。多年来该技术已在美国、英国、日本等国获得了广泛的应用。随着热喷涂技术近年来在我国的推广应用，特别是该技术本身的不断完善和进步，因而逐渐地被人们所接受并开始受到应有的重视，在我国电力工业部门也逐渐得到了某些应用。 二、热喷涂技术简介 热喷涂技术是一种材料表面保护和强化的新技术，它是以气体、液体燃料以及电弧、等离子弧作热源，将金属、合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料等粉末或丝材、棒材加热到熔化或半熔化状态，借助于火焰推力或压缩空气喷射而粘附到预先经过表面处理的工件表面形成涂层，赋予工件以耐磨、耐腐蚀、抗高温、耐氧化、隔热、绝缘等特性，以达到提高工件性能、延长设备使用寿命的一种技术。由于该技术工艺及涂层材料选择范围十分广泛，操作简便灵活，特别适合于现场施工和工件局部修复，因此，热喷涂技术不但是新设备预保护的有效方法，而且是现场维修有效而经济的手段。
热喷涂技术资料
齐鲁工业大学|机械与汽车工程学院 热喷涂技术的研究综述 孙* （齐鲁工业大学机械与汽车工程学院 20130102****） 摘要： 本文介绍了热喷涂技术的由来，发展历程，工艺特点（热喷涂工艺的优缺点），基本概念，总结了热喷涂技术的应用状况，探讨了新工艺、新材料在热喷涂技术中的应用前景。 关键词：表面处理；热喷涂；热喷涂的优缺点；热喷涂的应用进展 前言： 高新技术的飞速发展对提高金属材料的性能、延长仪器设备中零部件的使用寿命提出了越来越高的要求。而这两个方面的要求又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题。近年来，表面工程发展很快，尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展，为解决上述问题提供了一种新的方法。热喷涂技术是一种将涂层材料 (粉末或丝材 )送入某种热源 (电弧、燃烧火焰、等离子体等 )中熔化，并利用高速气流将其喷射到基体材料表面形成涂层的工艺。由于热喷涂技术可以喷涂各种金属及合金、陶瓷、塑料及非金属等大多数固态工程材料，所以能制成具备各种性能的功能涂层，并且施工灵活，适应性强，应用面广，经济效益突出，尤其对提高产品质量、延长产品寿命、改进产品结构、节约能源、节约贵重金属材料、提高工效、降低成本等方面都有重要作用。热喷涂涂层具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温和隔热等优良性能，并能对磨损、腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复，在航空航天、机械制造、石油化工等领域中得到了广泛的应用【1-3】。 热喷涂发展现状： 1、热喷涂技术的由来 热喷涂是指采用氧—乙炔焰、电弧、等离子弧、爆炸波等提供不同热源的喷涂装置，产生高温高压焰流或超音速焰流，将要制成涂层的材料如各种金属、陶
瓷、金属加陶瓷的复合材料、各种塑料粉末的固态喷涂材料，瞬间加热到塑态或熔融态，高速喷涂到经过预处理（清洁粗糙）的零部件表面形成涂层的一种表面加工方法。我们把特殊的工作表面叫“涂层”，把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”，它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。 热喷涂技术最早出现在 20世纪早期的瑞士，随后在前苏联、德国、日本、美国等国得到了不断的发展，各种热喷涂设备的研制、新的热喷涂材料的开发及新技术的应用，使热喷涂涂层质量不断得到提高并开拓了新的应用领域【4】。热喷涂技术在我国始于20世纪50年代，至70年代末形成气候。目前，无论在设备、材料、工艺、科研等方面都在迅速发展与提高，成为表面技术重要组成部分。 2、热喷涂技术的发展历程 在 1993年以前【5-6】介绍较多的是单一热喷涂的技术与方法，其中以火焰喷涂法最为常见。虽然该法(火焰温度可达 3000℃)，可熔化大多数金属，但由于陶瓷材料熔点太高而使该法受到限制。与现有的火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂等技术相比，气体爆炸喷涂具有致密性好，孔隙率低，结合强度高等优点。但因爆炸法之粉料以直线束方式射向基体表面，对形状复杂和细小件内壁难以处理，并需专门隔音装置以对付约140分贝的爆炸声，且涂层与基体之结合强度也有待于提高。新近研制的超音速喷涂法利用喷枪(具有混合气体室，燃烧室及扩张嘴)在压力下点燃混合气体，通过扩张使燃烧继续，由此可产生超音速(1370m/s)和高温(2760℃)的气流，从而能喷涂金属陶瓷，例如WC-Co和WC-Cr-Ni等粉末材料，并无脱碳现象。与爆炸喷涂相比，由于火焰的超音速提高了粒子的速度，其所制得的涂层致密且高耐水性。加上热源温度低，限制了粉末粒子加热，从而有效地抑制了粉末中 WC的分解。实验得出，超音速法所形成的涂层较等离子及氧—乙炔火焰法形成的涂层性能优越，其耐蚀性能与硬质合金YT相当。并且涂层材料已从金属、合金、陶瓷进而扩大到塑料等非导电性材料【7】。 我国热喷涂技术是从五十年代开始的,当时由吴剑春和张关宝在上海组建了国内第一个专业化喷涂厂,研制氧乙炔焰丝喷及电喷装置，并对外开展金属喷涂业务。我国热喷涂技术起步较早，50年代就发展了丝材电弧喷涂；60年代某些军工部分开始研究等离子喷涂，等离子弧焰温度高、等离于喷涂颗粒飞行速度快，
热喷涂作业的安全技术要求简易版
The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify Management Process. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 热喷涂作业的安全技术要 求简易版
热喷涂作业的安全技术要求简易版 温馨提示：本操作规程文件应用在日常的规则或运作模式中，包含所有的执行事项，并作用于规范个体行动，规范或限制其所有行为，最终实现简化管理过程，提高管理效率。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 热喷涂作业的安全技术有六方面的要求： 1、所有瓶装气罐，按国家劳动总局“气瓶安全监察规程”定期进行检查和使用。 2、各种气体输出软管，按“BG2550氧气胶管，GB2551乙炔胶管，GB1186空气胶管”等标准规定采用。胶管的耐压值应超过使用气体压力的2-3倍。 3、喷砂有物压力砂罐应使用有压力容器许可证制造的，并达到国家劳动总局“压力容器安全监察规程”要求的合格产品。 4、燃气使用要注意防火、防爆；气瓶应远离火源，电线放置。使用前必须用肥泉水对管
道连接处进行密封汇漏检查，禁用明火检漏。 5、乙炔气管路零件，禁用紫铜、银或铜含量≥70%的铜合金材料制作。氧气瓶的主阀，调节器高压端应避免油脂污染，防止自燃。 6、热喷涂工作场地应做好通风、除尘、防火工作。高分贝噪声设备操作的喷涂间要进行隔声吸声处理，观察窗的遮弧应根据弧光强弱，选择深色玻璃。喷涂间的抽风装置设计为：排出空气流速达45-120m/min。抽出的烟雾及粉尘应经淋式除尘器收集，避免污染大气。 该位置可填写公司名或者个人品牌名 Company name or personal brand name can be filled in this position
热喷涂技术与应用论文
等离子喷涂技术的现状与展望 程越 机电院学号：2010235 摘要：综合分析了国内外等离子喷涂技术的现状, 着重阐述了今后的发展趋势, 并希望这一技术在我国的工业生产中发挥更大的作用。关键词：等离子喷涂实时诊断智能控制 1概述 随着现代科技和工业的发展, 对材料的性能提出了愈来愈高的要求, 不同的领域对材料的性能要求也有很大的差别, 即对于同一零部件的不同部位所要求的性能亦有所不同。因此, 寻求各种功能材料,甚至是智能材料已经成为当今世界的热门研究课题之一。 等离子喷涂技术是获得材料表面功能涂层的有效手段, 具有生产效率高、涂层质量好、喷涂的材料范围广、成本低等优点。因此, 近十几年来, 该技术的进步和生产应用发展很快, 现已广泛用于核能、航天航空、石化、机械等领域。 欧美国家从事等离子喷涂技术的研究工作较早, 现已形成大规模的开发、研制、生产基地。涌现出一批大型跨国公司, 如美国的Miller公司、METCO公司、瑞士的Castolin公司, 并分别开发了自己的系列产品, 不断加以改进。如METCO公司从最初的3M系统发展到了现在的10M 系统。最近又推出了计算机控制的等离子喷涂系统, 配有AR-2000 型6关节机器人, 可对不同部件进行编程, 制订不同的喷涂工艺, 具有菜单式软件驱动,可实时监测和记录等离子喷涂工艺参数, 并加以闭环控制。 日本虽然起步较晚, 但非常注重引进世界一流的设备和技术, 并加以发展。特别是近年来, 日本在等离子喷涂技术方面的研究异常深人, 大有后来居上之势。 在1992年第十三届国际热喷涂会议上, 共提交论文250多篇。其中美国110篇, 日本40篇, 德国24篇,中国12 篇, 其它多来自欧洲国家。在编人会议论文集的161篇文章中, 我国只有2 篇人选。由此可看出在一定程度上反映了各国的发展水平。 与先进国家相比, 我国在等离子喷涂技术研究上投入的人力、物力较少, 而又分散在多家研究机构。如武汉材料保护研究所、航天部625所、清华大学、华南理工大学、沈阳工业大学、北京矿冶研究总院和广州有色金属研究所。这样, 其研究能力就显得更加势单力薄。80年代初, 武汉材保所和航天部625所, 在METCO公司7M 系统的基础上, 分别研制出可控硅整流等离子喷涂系统, 可惜未能形成生产能力和继续发展。近年来, 我国对等离子喷涂技术的研究工作多集中在涂层性能及喷涂工艺方面。国内从事等离子喷涂设备生产的仅几家小厂, 技术力量薄弱, 尚不具备开发、研制能力, 所生产的机型落后, 技术水平低。 2等离子喷涂电源及改进 目前, 等离子喷涂技术正朝着高效、大功率方向发展。但现已商品化的等离子喷涂系统多采用传统的整流式电源, 不仅能耗高, 而且体大笨重, 不便于现场使用。作为世界一流的METCO公司所生产的等离子喷涂设备中, 其电源也是晶闸管整流式, 其整机重量930kg。体积为690mm（长）╳1230mm（宽）╳1220mm（高）。目前, 使等离子喷涂设备实现节能和小型化已成为一个重要的研究课题。 瑞士的castolin、公司最近率先推出了小型的晶体管式等离子喷涂电源, 其设计紧凑,
热喷涂技术发展的主要方向
热喷涂技术经过近一个世纪的发展，从简单的工艺技术发展成为完整的工业体系，已成为先进制造技术的重要组成部分。在成长和发展过程中，由于专业和学科间的不断渗透、交叉、融合，技术日趋系统化、集成化，即发展成为集机械学、材料科学、热动力科学、高新技术和生物工程等专业为一体的新兴交叉学科，在制造业领域成为完整的工业体系。热喷涂技术的核心是优质、高效、低消耗的表面改性，达到赋予基体材料表面特殊功能的目的。技术的发展主要是新技术的发现、材料的创新、涂层质量控制软件体系、涂层制备基础理论研究和检测技术等诸方面。 1)近年来，随热喷涂技术的发展，新的工艺技术和新的应用领域不断地涌现。涂层质量很大程度上依赖于喷射熔滴的速度，提高热喷涂射流和喷涂粒子的速度已成为当前国际热喷涂技术发展的新趋势，相继出现了爆炸喷涂、高速活性燃气火焰喷涂(HV AF)、高速电弧喷涂、活性电弧喷涂、高速等离子喷涂、三阴极内送粉等离子喷涂、溶液等离子喷涂(SPS)、冷气动力喷涂(CGDS)等新技术。这些技术的共同特点是大幅度提高了喷涂粒子的飞行速度，降低了涂层孔隙率，提高了涂层结合强度。 高速等离子喷涂技术由于热源温度高、加热熔化效率高，可喷涂高熔点的陶瓷材料和超合金材料。与普通等离子喷涂比较，高速等离子喷涂的射流速度超过5马赫，喷涂粒子速度可达500m/s，使得涂层更加致密，硬度、韧性、结合强度更高。特别是制备高质量陶瓷涂层和金属陶瓷涂层，具有其他喷涂技术不可替代的优势。 三阴极内送粉等离子喷涂由三根平行的阴极将电弧一分为三，将喷涂粉末通过喷枪轴线与电弧同轴方向送入电弧，减少喷嘴局部过热的可能性，增加电弧稳定性和喷嘴使用寿命;延长粉末加热时间，提高了沉积速率和粉末材料利用率，沉积效率可高达90%，涂层质量均匀、致密、结合强度高。 溶液等离子喷涂是采用纳米先驱溶液或悬浮有纳米粒子的溶液为喷涂材料制备涂层的方法。有效地解决了纳米粉末材料输送的技术难题，扩展了涂层材料的应用领域，为纳米涂层制备、推动纳米涂层的实际应用提供了可能。 HV AF高速活性燃气喷涂，既具有高速火焰喷涂速度高的特点，又具有控制和改变环境条件的能力。活性燃烧气体使用丙烷、乙烯或MAPP气体，可产生还原性气氛;有最好的动能和热能匹配，喷涂粒子被加热到熔点以下，而粒子飞行速度高达800m/s，生产效率高，喷涂WC Co材料可达30kg/h;制备的金属合金和碳化物涂层含氧量非常低，涂层十分致密，可得到压应力或无应力涂层，是制备厚涂层最有效的方法之一。 高速活性电弧喷涂是在普通电弧喷涂的基础上，被电弧熔化的涂层材料被丙烷 空气燃烧所产生的高速气流雾化成细小微粒，并二次加速得到高速飞行的粒子束流，可有效地控制气流成氛得到还原环境，所得到的涂层含氧量低、涂层致密、孔隙率低、结合强度高。 冷气动力喷涂是由俄罗斯科学家在风洞试验中首次发现这一现象，根据这一现象发明了冷气动力喷涂技术。它是利用高压、温度在260～760℃热气流，将喷涂材料加速沉积到基体表面形成涂层的方法。超声速气体/粒子双相流、高压气流使粒径为1μm≤d≤50μm的粒子加速到450～1000m/s，在固态下形成孔隙率低、含氧量低、残余应力低的涂层，可完全保持喷涂材料原始成分。有文献表明：双相气流速度越大，粒子的沉积效率越高。现在美国和德国已研制成功成套冷气动力喷涂设备。 多种复合工艺技术已联合使用。高速火焰喷涂制备结合底层，有效地控制结合层的含氧量，等离子喷涂制备工作面层;等离子喷涂或火焰喷涂预置涂层，激光照射重熔制备完全致密的陶瓷涂层，达到改变涂层组织性能的目的。 2)新型工艺技术的发现与应用促进了新材料的发展。新型热障涂层材料，在氧化锆涂层上使用新成分和氧化锆复合，作为双层复合涂层;纳米涂层(纳米先驱溶液、纳米团聚体粉末)材料、功能复合涂层材料、生物功能涂层材料、金属间化合物涂层材料、微晶或非晶涂层材料等的
2020版金属喷镀工艺及安全
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020版金属喷镀工艺及安全 Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
2020版金属喷镀工艺及安全 金属喷镀用压缩空气或惰性气体将熔融的耐蚀金属喷射到金属表面形成保护镀层的过程。 金属喷镀时，镀面材料在专门的喷汇或喷枪中熔化和雾化，并喷射到基体材料上，这种面饰方法有时也称为金属喷涂。一般使用氧――乙炔焰，但有时也使用其他气体。当镀面金属丝通过焰心自动给送时，金属丝熔化并同时被压缩空气流雾化和喷射到基体材料上。几乎任何一种能够制成金属丝的金属都能用这种方法喷镀。 Z1级锌物理性能： 防腐蚀原理： 锌与空气中的二氧化碳和水接触而发生氧化反应，首先形成氢氧碳酸锌，再持续反应而形成致密坚硬的蓝灰色/灰色碳酸锌钝化层，即英文“PATINA”-“霸天下铜绿”，这层钝化层阻止了外界氧
化物和内层金属锌的进一步反应，形成了稳定的保护膜。这种铜绿层防止锌进一步的腐蚀，并提供金属长期的使用寿命。即使这层保护膜遭受局部划伤或其他破坏，内层锌也会马上产生相同的化学反应而修补伤口，重新形成稳定的保护表层，这是金属锌能够具有长久生命力的最重要特性。 表面准备 因为由金属喷镀所获得的镀覆材料与基体材料之间的结合是纯粹的机械结合，因此，基体材料必须进行适当的准备。以便能获得良好的机械结合。无论采用何种表面准备方法，基体表面都必须清洁而无油污。 金属喷镀的应用 金属喷镀在产品设计中有许多重要的用途。如将锌和铝喷镀到钢铁表面上可以得到保护性涂层，以获得耐腐蚀性。因为金属喷镀能将金属喷镀到几乎任何一种金属或非金属表面上，它就提供了一种在不良导体或非导体表面镀覆一层导电表面的简单方法，为此，常常将铜或银喷镀到玻璃或塑料上。由于喷镀的金属可以用各种不
热喷涂修复技术的应用
机电设备维修课程技术论文论文题目：热喷涂修复技术的应用 系别 专业年级 学生姓名学号 日期 2014年 4月
目录 1引言 (1) 2 热喷涂技术 (2) （一）热喷涂技术 (2) （二）热喷涂技术分类与特点 (2) 3：热喷涂设备 (4) （一）多电极等离子喷枪 (4) （二）单电极等离子喷枪 (5) （三）内孔HVOF 喷枪 (5) 4.热喷涂材料 (5) （一）涂层的设计基本原理 (5) （二）材料的选择 (6) （三）粘结底层（打底层的选择） (7) （四）涂层制备 (7) 5热喷涂技术在现代工业中的应用 (9) 6 结论 (9) 参考文献 (10)
热喷涂修复技术的应用 摘要：对于一些超薄零件，在其表面喷涂具有高强度、硬度较高耐磨性的陶瓷涂层，增加零件的耐磨性。热喷入技术是制备涂层的主要方法，目前正迅速应用到民用工业领域。本文主要介绍了热喷涂工艺的特点、喷涂方法的种类及其技术以及热喷涂技术的应用概况,并对热喷涂技术的发展方向给予了展望。 关键字：表面工程，热喷涂，涂层，火焰喷涂。
1引言 磨蚀和磨损是造成材料和零部件失效的主要原因。据有关资料介绍，发达国家每年由腐蚀和磨损所造成的损失约占国民经济总产值的4%～5%，而全世界每年生产的钢材约有1/10变成铁锈。我国每年由腐蚀和磨损造成的经济损失已达数亿人民币。 随着现代科学技术和现代工业发展，对各种设备零件的表面性能提出了更高的要求，特别是在一些特殊条件下工作的零件表面的耐磨性、耐蚀性及高温氧化性等。因此改善材料表面性能，不仅可以有效地延长零件的使用寿命、节约资源，更有利于社会的发展[1]。 热喷涂技术有两大突出特征:一是喷涂粉末的成分不受限制,可根据特殊要求予以选择；二是热喷涂过程中工件温度可保持在100-260℃,从而减少了变形氧化和相变等,使材料本身的性能不被破坏或损失，这些特征以及热喷涂涂层所具备的耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、绝缘、隔热等特殊功能,使热喷涂技术得到迅速发展。在选择一种涂层技术时应该考虑到涂层技术的经济性和技术性能，要在整个系统中考虑到表面涂层或其他表面改性和处理的方法，要知道表面要求的功能、服务环境、基材（合金、热处理等）所处理表面的性能，必须考虑到涂层自身的技术问题和经济性，涂层的使用寿命和优点，而不仅仅是涂层的生产成本。 涂层可以对材料表面性能（耐磨性、耐蚀性、耐热性等）进行强化或再生，起到保护作用，并对因磨损腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复。同时，还可以赋予材料表面以特殊性能（电、光、磁等）。现在生产实际中应用比较广泛的方法主要有火焰喷涂法（包括线材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、超音速火焰喷涂、爆炸喷涂等）、等离子弧喷涂和电弧喷涂。基于热喷涂市场的巨大潜力及其社会效益和经济效益，在世界范围内，热喷涂技术受到极大关注。 热喷涂技术是是表面工程的重要组成部分，与其他表面技术相比，热喷涂技术具有诸多优点： 1. 涂层的基体材料几乎不受限制，如金属材料、无机材料（玻璃、陶瓷）、有机材料（包括木材、布、纸类）等； 2. 基材性能不变化，除火焰喷熔工艺外，喷涂过程中基材受热温度低，不发生组织性能变化、变形小； 3. 施工对象的尺寸和形状不受限制，因此适用于不同领域，小至塞规、大至钢结构
热喷涂技术原理及其应用[1]
热喷涂技术原理及其应用 摘要：对于一些超薄零件，在其表面喷涂具有高强度、硬度较高耐磨性的陶瓷涂层，增加零件的耐磨性。热喷入技术是制备涂层的主要方法，目前正迅速应用到民用工业领域。本文主要介绍了热喷涂工艺的特点、喷涂方法的种类及其技术以及热喷涂技术的应用概况,并对热喷涂技术的发展方向给予了展望。关键字：表面工程热喷涂涂层火焰喷涂 1绪论 磨蚀和磨损是造成材料和零部件失效的主要原因。据有关资料介绍，发达国家每年由腐蚀和磨损所造成的损失约占国民经济总产值的4%～5%，而全世界每年生产的钢材约有1/10变成铁锈。我国每年由腐蚀和磨损造成的经济损失已达数亿人民币。 随着现代科学技术和现代工业发展，对各种设备零件的表面性能提出了更高的要求，特别是在一些特殊条件下工作的零件表面的耐磨性、耐蚀性及高温氧化性等。因此改善材料表面性能，不仅可以有效地延长零件的使用寿命、节约资源，更有利于社会的发展[1]。 表面工程是21世纪工业发展的关键技术之一，表面技术分为表面改性技术、薄膜技术和涂层技术三大类，而热喷涂技术是表面工程领域中十分重要的技术，约占表面工程技术的1/3，是国外50年代发展起来的一项机械零件修复和预保护的新技术。它可以使各种机械设备车辆的零部件使用寿命延长。使报废的零部件“起死回生”。从学科上讲，热喷涂技术是一个涉及金属学、高分子学、表面物理、表面化学、流体力学、传热学、等离子物理及计算机等学科的交叉边缘科学[2]。 热喷涂技术有两大突出特征:一是喷涂粉末的成分不受限制,可根据特殊要求予以选择；二是热喷涂过程中工件温度可保持在100-260℃,从而减少了变形氧化和相变等,使材料本身的性能不被破坏或损失，这些特征以及热喷涂涂层所具
热喷涂安全技术实用版
YF-ED-J4035 可按资料类型定义编号 热喷涂安全技术实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
热喷涂安全技术实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 A、喷砂的安全与防护 1、喷砂机具、管道及接头必须安装牢固， 连接可*，做到安全不漏。工作中也应经常检 查，有无漏气和管道磨损情况，特别是严重磨 损的管道应及时更换，防止爆裂伤人。 2、喷砂时，喷嘴不准对着人。 3、禁止在气压下修理喷砂设备或更换零 件。砂罐加砂时，应将筒内压缩空气排尽，方 可开启顶盖。 4、操作者应穿带有头盔的喷砂工作服。工 作服用橡胶或人造革制成，并带有空气分配
器。戴上橡胶、皮革或厚布手套；辅助人员必须戴防护眼镜和防尘口罩。 5、操作者在头盔中呼吸的空气必须经过滤清，气压调节到1.2公斤/厘米2。 6、冬季施工时，操作者呼出的热气易在头盔的玻璃上结雾影响视线，可在玻璃内壁涂抹防雾剂，但不宜过厚，防雾剂配方及制作如下。 配方：普通肥皂 200克；酒精 300毫升；甘油 100毫升。 制作：先将肥皂切成薄片放入酒精内加热溶解，然后趁热过滤，并加入甘油，然后再加热把多余的酒精蒸发掉，冷却后即可使用。 7、工作中应及时打扫脚手板及结构上的砂粒，防止滑跌。
热喷涂技术的发展和应用
表面工程学（论文） 班级：材科101 学生姓名：宋俊伟 学号：201001524125 指导教师：汤峰
热喷涂技术的发展和应用 【摘要】主要介绍了热喷涂的基本方法、设备、材料和涂层特性；以及当前的发展动态和应用情况；并简要介绍了应用研究的前景。 【关键词】热喷涂加工技术、加工原理、应用现状、发展前景。 引言 热喷涂是一种迅速发展的表面强化新工艺新技术。它采用专用设备，利用各种热源将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态，用高速气流将其吹成微小微粒并喷射到机件表面，形成覆盖涂层，以提高机件耐磨、耐蚀、耐热等性能。热喷涂技术最早出现在上世纪早期的瑞士，随后在苏联、德国、日本、美困等圉得到了不断的发展，各种热喷涂设备的研制，新的热喷涂材料的开发，新技术的不断应用，使热喷涂涂层质量得到了不断的提高，并不断开拓新的应用领域。目前，以火焰喷涂、超音速喷涂、电爆喷涂、电容放电喷涂、等离子喷涂为代表的热喷涂技术与设备，以及一系列喷涂喷焊粉末新材料，各种热喷涂技术趋于成熟，喷涂装置日益完善，不仅能喷金属、合金、陶瓷，还能喷涂塑料和复合材料。近几年来电子计算机在等离子喷涂系统中的应用，使热喷涂技术达到了相当完善的地步，不仅使应用范嗣大为扩展，而且使涂层质量有了质的飞跃。热喷涂技术不仅涉及到材料学、表面物理化学、流体力学、传热学、等离子物理等，还涉及到机械，计算机和新材料等学科，是一门交叉边缘学科。 1.热喷涂技术简介 热喷涂技术是通过某种热源将某些材料表面加热至熔融或半熔融状态，然后喷射到涂敷的基体表面，形成一层性能优于原来基体的涂层，从而使原工件具有更加优异的表面性能，或者是使工件获得一种或几种原来基体材料不具备的表面性能膜状组织。其喷涂温度、熔滴对基体表面的冲击速度及形成涂层的材料构成了喷涂技术的核心。温度和速度取决于不同的热源和设备。在一定的温度范围内，温度越高、速度越大，越有利于形成优异的涂层；喷涂材料的可选择性，是热喷涂技术的另一种优势，正是这三种要素，以及其他多项可控的影响因素，使热喷涂成为真正的具有叠加效果的独特技术，它可以设计出所需的多种多样的改性表面，从而在机械维修、航天和生物工程等高技术领域得到广泛应用。
喷涂技术协议
新疆东明塑胶有限公司动力站锅炉水冷壁管防磨喷涂 技术协议 甲方：新疆东明塑胶有限公司 乙方：江西恒大高新技术股份有限公司 2013年10月16日
甲方：新疆东明塑胶有限公司 乙方：江西恒大高新技术股份有限公司 一、范围 本协议适用于新疆东明塑胶有限公司锅炉水冷壁管防磨喷涂工程。 二、施工范围 对贵公司一期工程2×100MW机组DG440/13.7-Ⅱ9型锅炉水冷壁管防磨喷涂(经现场确认两台锅炉均为旧锅炉，且之前做过防磨喷涂，所以应采用二次喷涂工艺进行防磨喷涂（主要以改造受热面以及改造焊口周边为主），面积约为800m2。（最后以现场测量为准） 三、施工工期 根据甲方生产要求，双方协商施工工期定15天。乙方应根据本工期要求及时组织相关人员、机具并到场施工，若因非不可抗拒因素造成延误工期，影响甲方生产的需要，按合同相关违约责任执行。 四、双方责任 4.1、甲方职责 4.1.1、对乙方提交的施工方案进行审查、批准，对乙方施工资质进行审查； 4.1.2、负责对乙方施工人员进行安全教育，配合乙方办理各类安全作业票证，并及时、准确地进行安全风险告知； 4.1.3、为乙方施工提供相关气源、电源、照明以及出入厂区等配合工作； 4.1.4、负责施工过程的安全监督检查工作； 4.1.5、负责组织施工过程及最后的质量监督和检查验收。 4.2、乙方职责 4.2.1、负责施工安全技术方案的编制、审核，并提交甲方审核、批准； 4.2.2、负责喷涂工器具、材料、施工人员的组织落实，并对施工人员的安全作业和身体健康负责； 4.2.3、喷涂作业前，乙方负责对甲方提供的通风设施、作业场地、电源、气源等配合工作的安全性进行检查，对不合格项向甲方提出要求整改。负责办理各类安全作业票
热喷涂技术现状及其发展
热喷涂技术现状及其发展 林安川 摘要：近年来金属表面工程发展很快，尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展。热喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上，形成特制薄层，以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的新兴材料表面科学技术。由于采用热喷涂技术，可以使基体材料在耐磨性、耐蚀性和绝缘性等方面的性能得到改善。因此热喷涂技术都得到了广泛的应用，并取得了良好的经济效益[1]。热喷涂成为金属表面科学领域中一个十分活跃的学科。本文介绍了热喷涂工艺的特点，喷涂方法的种类及其技术以及热喷涂技术的应用概况，并对热喷涂技术的发展方向给予了展望。 关键词：热喷涂涂层分类应用发展 Thermal spraying technology status and development L-in Anchuan abstract：Metal surface engineering develops very fast in recent years, Especially the thermal spraying technology was a great progress. Thermal spraying is a kind of melt a solid materials with special equipment and to accelerate the jet to the mechanism on the surface, forming special thin layer, in order to improve the parts such as corrosion resistance, abrasion resistance, high temperature resistant performance of the emerging science and technology, material surface. Due to using thermal spraying technology, can make the base material in terms of wear resistance, corrosion resistance, and insulation performance improving.Therefore the thermal spraying technology has been widely used, and achieved good economic benefits [1]. Thermal spraying metal in the field of surface science become a very active subject.Characteristics of thermal spraying technology was introduced in this paper, the types of spraying method and its general situation of the application technology and thermal spraying technology, and give the development direction of thermal spraying technology were discussed. Key word：The thermal spraying coating classification application development 1 概述 热喷涂是一种表面强化技术，是表面工程技术的重要组成部分，一直是我国重点推广的新技术项目。它是利用某种热源（如电弧、等离子弧或燃烧火焰等）将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。 这在高速气流的作用下使之雾化成微细熔滴或高温颗粒，以很高的飞行速度喷射到经过处理的工件表面，形成牢固的覆盖层，从而使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。它可以在设备维修中修旧利废，使报废的零部件“起死回生”；也可以在新产品制造中进行强化和预保护，使其“益寿延年”。 喷涂粉末在整个热喷材料中占据十分重要的地位。热喷涂合金粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉，按不同的涂层硬度，分别应用于机械零部件的修理和防护。 当前又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题，为同时解决这两个方面的问题，近年来金属表面工程发展很快，尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展。热喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上，形成特制薄层，以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的新兴材料表面科学技术[1，2]。由于采用热喷涂技术，可以使基体材料在耐磨
防止硫化氢应力腐蚀的热喷涂技术研究
防止硫化氢应力腐蚀的热喷涂技术研究 2007-8-23 摘 要:对压力容器用钢ＷＨ530及其用铝及锌铝复合涂层实行热喷涂的试样进行了涂层结合强度及 Ｈ2Ｓ应力腐蚀试验。结果表明,铝涂层可显著提高抗Ｈ2Ｓ应力腐蚀能力,锌铝复合涂层较差;文中同时对锌铝涂层的失效机理进行了探讨。 关键词:压力容器 硫化氢应力腐蚀 热喷涂技术 1 引言 碳钢及低合金钢在湿硫化氢环境中发生的硫化物应力腐蚀开裂(ＳＳＣ)是石油化工设备安全隐患之一。国内外最新研究结果表明:对低浓度硫化氢环境,可通过净化材质、大幅降低Ｓ、Ｐ含量、改善材料组织结构等措施对ＳＳＣ加以防护;但对于高浓度的硫化氢环境,就目前的钢材冶炼水平,即使钢材纯净度达到Ｓ含量在0 002%以下的超低水平,仍难以避免发生ＳＳＣ[1]。因此,近年来有采用热喷涂技术防止发生Ｈ2Ｓ应力腐蚀的报道[2、3]。热喷涂技术用于防止金属一般腐蚀已有多年历史,技术上也较成熟;但用于防止Ｈ2Ｓ应力腐蚀尚属新课题。从技术和经济角度考虑,对大型设备,热喷涂材料采用铝及锌铝合金较为普遍。为探讨对防止Ｈ2Ｓ应力腐蚀的效果,本文以武钢压力容器用钢ＷＨ530为对象,对其基材及其用铝涂层及锌铝复合涂层热喷涂的试样分别进行了涂层结合强度及应力腐蚀性能试验。并对试验结果进行了机理分析。 2 试验材料 喷涂试验基材采用由武汉钢铁(集团)公司提供的ＷＨ530高强度低合金钢,其化学成分及力学性能见 表1（略）及表2（略）。涂层采用24目刚玉砂进行喷砂处理,压力为5～6ｋｇ;随后进行电弧喷涂,电弧喷涂工艺参数见表3（略）。底锌面铝复合涂层中锌铝层各厚100μｍ,热喷涂铝层厚度200μｍ。 3 试验结果 3.1 涂层结合强度试验 本试验按ＧＢ8642—88[4]进行。试验在ＣＳＳ-1110型电子万能试验机上进行,加载速度为3ｍｍ/ｍｉｎ,试件直径 25ｍｍ,试验结果见表4（略）。试验结果表明,铝涂层与钢铁基体的结合强度是底锌面铝复合涂层与钢铁基体结合强度的5倍。 3.2 恒负荷拉伸试验 本试验执行ＧＢ4157—84[5]并参照美国腐蚀工程师协会ＮＡＣＥＴＭＯ177—96[6]。试验在Ｐ1500应力腐蚀横负荷拉伸试验机上进行。试件为 5ｍｍ圆截面光滑试件。将基材试件及涂层试件浸入ＮＡＣＥ标准饱和Ｈ2Ｓ溶液中进行恒负荷拉伸试验,其试验结果见表5（略）。取出在恒负荷试验1100小
热喷涂技术
热喷涂技术的研究综述 摘要：提高热喷层的致密性，减少其孔隙，可以防止涂层过早腐蚀，延长其使用寿命。简述了热喷涂层孔隙出现的原因;介绍了减少热喷涂层孔隙率、提高涂层耐腐蚀性能的方法;指出了提高热喷涂层耐腐蚀性能的发展方向。 通过系统介绍钢桥防腐蚀的必要性、热喷涂防腐蚀主要方法、国内外热喷涂技术的主要标准，列举了一些国内外钢桥热喷涂防腐蚀应用实例，希望可以为我国钢桥的设计、建造、维修、养护工作提供一定的参考。 关键词:钢桥;防腐蚀;热喷涂;技术;应用；涂层致密性;重熔处理;喷涂工艺;封孔处理 前言:热喷涂技术能赋予材料表面一些特殊的性能，如提高耐腐蚀性、电绝缘性、耐磨减摩、抗高温氧化性及电磁屏蔽吸收等功能。热喷涂层材料可以是金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料以及复合材料等，其涂层广泛应用于航空航大、石油化工、机械制造、冶金、交通运输、建筑等领域。但是，热喷涂层的表面和内部会存在一定数最的孔隙，服役于腐蚀环境时，腐蚀介质会通过这些孔隙穿过涂层，直至基体，对基体产生腐蚀。腐蚀产物会在涂层/基体界ICI积累，其疏松的结构特征以及体积膨胀会导致涂层龟裂、脱落，以致涂层失效比习;同时，涂层孔隙还会降低涂层与基体之间和涂层内部的结合强度，影响涂层使用寿命。因此，如何减少或消除涂层中的孔隙己成为完善热喷涂层制造技术的一个重要研究方向。 一、提高热喷涂层致密性技术的研究现状及发展方向 1、热喷涂层孔隙出现的原因 热喷涂层是由无数熔融或半熔融的变形粒子互相交错呈波浪式堆叠在一起而形成的层状组织结构。在常规大气环境喷涂过程中，这些变形粒子与周围介质发生氧化反应，而使涂层中出现氧化物。变形粒子在交错堆叠的过程中，由于飞行速度和温度不同，使得不断堆叠起来的涂层呈现出明显的不规则状，导致堆叠粒子之间存在缝隙或孔洞。在冷却凝固过程中，若熔融粒子间析出的气体来不及从粒子堆内逸出，就会在涂层中形成气孔。同时，变形粒子随温度的不断降低而产生收缩，若得不到液相的及时补充，也会在涂层中形成孔洞。
热喷涂表面技术的发展现状
热喷涂表面技术的发展 现状精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
研究生课程（论文类）试卷 2 015 /2 016 学年第 1学期 课程名称：材料表面工程 课程代码： 论文题目：热喷涂表面技术的发展现状 学生姓名： 专业﹑学号： 学院：材料科学与工程学院 课程（论文）成绩： 课程（论文）评分依据（必填）： （1）论文结构：满分50分 A．论文层次分明，内容组织有序，字数达标：40~50分； B．论文层次一般，内容组织一般，字数3500至4000：30~39分； C．论文层次不合理，内容
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【摘要】热喷涂技术拥有着巨大的发展优势，且被广泛应用在工程领域方面。综述了热喷涂技术的研究现状以及未来的发展趋势，主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等，并简述了这些技术的研究发展趋势与实际应用。 【关键词】热喷涂技术；研究现状；发展趋势 表面工程的概念是1983年由英国教授T．Bell首先提出的，经过二十多年的迅猛发展，表面工程已成为先进制造技术的重要组成部分，是21世纪工业发展的关键技术之一[1]。 1 绪论 热喷涂技术是利用某种热源使得喷涂材料受热呈现熔融或者是半熔融状态，再将其喷射到需要涂敷的基体表面，从而可以形成一层比原基体材料涂层性能优异的涂层，使得工件的表面性能更加优异，或是使得工件形成一种或多种原基体材料不具备的表面性能膜状组织结构。热喷涂涂层具有耐磨损、隔热以及耐高温等性能，并且能够实现对出现磨损、被腐蚀的零件以及因加工出现误差的零件进行必要的有效修复。热喷涂技术是表面工程的重要组成部分，在工业与科学技术快速发展的今天，喷涂技术在航空航天、石油化工以及机械制造等众多的领域中应用广泛。本文主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂
金属喷镀工艺及安全(正式版)
文件编号：TP-AR-L6127 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 金属喷镀工艺及安全(正 式版)
金属喷镀工艺及安全(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 金属喷镀用压缩空气或惰性气体将熔融的耐蚀金 属喷射到金属表面形成保护镀层的过程。 金属喷镀时，镀面材料在专门的喷汇或喷枪中熔 化和雾化，并喷射到基体材料上，这种面饰方法有时 也称为金属喷涂。一般使用氧――乙炔焰，但有时也 使用其他气体。当镀面金属丝通过焰心自动给送时， 金属丝熔化并同时被压缩空气流雾化和喷射到基体材 料上。几乎任何一种能够制成金属丝的金属都能用这 种方法喷镀。 Z1级锌物理性能：
防腐蚀原理： 锌与空气中的二氧化碳和水接触而发生氧化反应，首先形成氢氧碳酸锌，再持续反应而形成致密坚硬的蓝灰色/灰色碳酸锌钝化层，即英文“PATINA”-“霸天下铜绿”，这层钝化层阻止了外界氧化物和内层金属锌的进一步反应，形成了稳定的保护膜。这种铜绿层防止锌进一步的腐蚀，并提供金属长期的使用寿命。即使这层保护膜遭受局部划伤或其他破坏，内层锌也会马上产生相同的化学反应而修补伤口，重新形成稳定的保护表层，这是金属锌能够具有长久生命力的最重要特性。 表面准备 因为由金属喷镀所获得的镀覆材料与基体材料之