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金属热喷涂工艺流程
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热喷涂技术白皮书—美国金属学会热喷涂协会编著.PDF 9页
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热喷涂技术白皮书—美国金属学会热喷涂协会编著
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热喷涂技术白皮书
—美国金属学会热喷涂协会编著
本文旨在推动热喷涂技术的发展，对政府、工业领域和学术领域的规划发展和研究
应用进行更好的指导。本文着重阐述了热喷涂技术教育、培训和实习的重要性，鼓
励开展应用科学/工程/基础科学的研究工作，提倡学术界、政府和高校联合合作，
推动热喷涂技术理论到实践的发展。希望更好的理解和重视热喷涂技术的可持续
发展，将有助于推动政府和社会经济的额外增长。
热喷涂技术的价值
热喷涂技术是一种低消耗、环境友好的科学技术，给人类带来舒适并减少材料的浪
费，让我们的生活更和谐美好。
什么是热喷涂？
热喷涂是一种被公认的工业技术，其主要用于工程部件的表面喷涂和修复 。通常
将金属、合金、金属氧化物、金属/ 陶瓷混合物、碳化物、线材、棒材以及各种复
合材料沉积在不同的基体材料上，形成具有独特微观结构的涂层或者精准成型的
部件。热喷涂技术使基体材料或工件形成了保护性或功能性表面涂层，其在世界范
围内诸多工业领域都有着广泛重要的应用 ，包括修复和复原、防腐蚀、各种形式
的耐磨损，如磨蚀、侵蚀和削磨，还有绝热或导电、抗氧化和抗热腐蚀、用作电
导体或绝缘体、精准成型制造、封严、发射系数设计、可磨耗涂层以及装饰等等。
热喷涂工艺非常便捷，操作成本相对较低，几乎能应用在所有工业领域，其不破坏
环境的工艺的优势在于成本低，显著改善工程部件性能或者提高部件使用寿命
图1：热喷涂技术优势：改善性能、提高部件使用寿命、减少维修
展示了热喷涂工作所需要具备的要素：热源、能量源和喷涂材料。原
理：借助气体 （有些情况下混合空气）把喷涂材料注入到热喷涂喷枪内，产生的热
量使材料熔化，高速气体将喷涂材料变成细小的熔融液滴，撞击在基体上，固化并
附着。涂层与基体的结合大多是机械结合，但是在某些情况也有冶金结合。最终一
层层涂层紧密结合，形成像薄饼状结构。涂层的性能取决于动能和热能的结合情况。
图2a:热源、能量源要素
图2b:热喷涂的工作原理
图3 所示为目前市场上各种类型的热喷涂工艺。各类工艺对应的喷涂颗粒温度和速
度如图4a 和4b 所示。每种工艺的具体参数详见附录1。
热喷涂工艺种类：
HVOF ：超音速火焰（氧气）喷涂；
HVLF ：超音速液体燃料喷涂；
HVAF ：超音速火焰（空气）喷涂；
APS：大气等离子喷涂；
LPPS/LVPS：低压等离子喷涂/低真空等离子喷涂；
CAPS：可控大气等离子喷涂；
上述工艺中，前五种是基本的热喷涂工艺，已广泛应用于实际生产中，另外一种是
新兴工艺，目前仍在起步阶段。粉末/丝材火焰喷涂、爆炸喷涂和超音速火焰喷涂
（HVOF ）这三种基本工艺都有燃烧这一步骤。而等离子喷涂和电弧喷涂这两种是
利用电能熔融喷涂材料。在这五种工艺中，超音速火焰喷涂（HVOF ）和爆炸喷涂
可以制备具有超致密微观结构和高结合强度的涂层。低压等离子喷涂（LPPS ）或
者真空等离子喷涂 （VPS ）同样也能制得高结合强度而且相对致密不含氧的微观结
构涂层。“冷喷涂”是一种依靠更高速度和动能而相对减少了对热能依赖的新兴喷
涂工艺。实际上它是一种固态工艺过程，也就是说，颗粒在喷涂过程中没有熔融，
其颗粒温度低于超音速喷涂 HVOF
的颗粒温度，但是速度更高，最终能获得类似
锻造件的致密涂层。
不同喷涂工艺的颗粒速度和温度对比
介绍了各种热喷涂材料其对应的颗粒温度和速度的关系。这对于喷涂工艺参
数和材料的优化至关重要。例如，高熔点、低热导率的金属氧化物陶瓷通常在较低
的火焰速度下需要高焓值和高的颗粒温度，以达到涂层的最高性价比。碳化物陶瓷
金属陶瓷则刚好相反，其所需颗粒温度较低但是需要速度较高，这样能达到最佳
的耐磨效果，原因是涂层中的脱碳现象和脆性相的形成降至了最低。在图4b
以看到，其它类型的材料的颗粒温度和速度介于金属氧化物陶瓷和碳化物金属陶
不同材料类型的颗粒速度和温度关系
市场规模和增长领域
正在加载中，请稍后...金属喷涂技术中的热喷涂的优缺点？
发布时间： 16:51
1、能够喷涂的涂层材料种类范围特别广，包括各种金属及合金、陶瓷及金属陶瓷、塑料、非金属矿物等几乎所有固态工程材料。因而能够制备耐磨、减摩、耐蚀、耐高温、抗氧化、绝缘、导电、催化、辐射、防辐射、抗干扰、超导、非晶态及生物功能等各种功能涂层 & & & & & & & & & & & & & &
2、能够在多种基体材料上形成涂层，包括金属基体、陶瓷基体、塑料基体、木材甚至纸板上都能喷涂，被喷涂的材料范围也十分广泛，几乎不受限制
3、一般不受被喷涂工件尺寸、形状和施工场所的限制，既可在整个表面上进行喷涂，也可在大型构件的限定表面进行喷涂，既可厂内施工，也可现场施工
4、涂层沉积效率较高，特别适合沉积薄膜涂层。涂层厚度可以控制，可在很大范围内变动，从几十微米到几毫米甚至可厚达20mm
5、除喷焊外，热喷涂施工对基体的热影响很小，基体受热温度不超过200℃，基体不会发生变形和性能变化
6、在满足强度要求的前提下，制件基体可以采用普通材料代替贵重材料，仅涂层使用优质材料，使“好钢用在刀刃上”，还可喷涂成形
7、热喷涂施工艺灵活，方便，迅速，适应性强
& & 热喷涂的局限性：
1、除喷焊外，热喷涂涂层与基体的结合主要是物理机械结合， 结合强度不大高，涂层耐冲击和重载性能较差
2、喷涂涂层含有不同程度的孔隙，对于耐腐蚀、抗氧化、绝缘等应用，一般不如整体材料。但可通过复合涂层系统设计等方法予以改进提高
3、喷涂小件时，涂层材料的利用率低，经济性差
4、热喷涂手工操作时的劳动条件较差，有噪音、粉尘、热和弧光辐射问题，必须注意操作间的通风，加强劳动保护措施
热喷涂前基体加工的注意事项： & &
1、喷涂位置为工件全部外表面时，在涂层位置的基体边缘必须倒角，且倒角不能大于45°，一般为45°或30°，宽度不小于1mm；
2、喷涂位置为工件一部分表面时，在需要喷涂的位置基体必须开喷涂槽，且喷涂槽两端必须倒角，且倒角不能大于45°，一般为45°或30°，宽度不小于1mm；
3、喷涂槽的深度即为设计涂层的厚度，公差一般控制在0.05mm以内。在设计和加工喷涂槽时必须考虑后续磨削或者车削找正定位位置，以免后续加工无基准；
4、喷涂位置在机加后表面不得有明显刀痕或局部凹陷、起皮等缺陷，不得有明显毛刺；
5、因喷涂过程中掩蔽难度大，所以喷涂工序一般应排在产品尺寸精加工前进行；
以上消息来自互联网，本网不对以上信息真实性、准确性、合法性负责微信二维码
&&&&&&正文
一建机电工程考点：金属热喷涂材料的性能
16:37　来源：来自网络　 |
　　金属热喷涂材料性能应符合《热喷涂火焰和电弧喷涂用线材、棒材和芯材分类和供货技术条件》GB/T 1.用于热喷涂的线材其力学性能、表面性能及可使用性应合格。
　　1.力学性能。线材的力学性能应使线材在送进和喷涂中不出现问题。热喷涂线材应硬度适中，太硬的线材难以操纵、校直，并引起喷枪的重要零件，如送线轮、导管、导电管或喷嘴过快磨损。另一方面，过软的热喷涂线材可造成送进困难。
　　2.表面性能。热喷涂线材的表面一定要光滑，没有腐蚀产物、毛刺和开裂、缩孔、搭接和鳞片以及颈缩、焊缝和卷边等缺陷。此外，应除去影响热喷涂材料性能或热喷涂涂层性能的异物。
　　3.可使用性。线材应以一整根缠绕在线轴、线盘上，或绕成线卷，或嵌入桶中。应避免扭绞或急剧的弯曲。线材头部应扎牢，防止散开。线材的起端应作标记以便于找到。线轴上线材的最外层距离线轴凸缘的边缘至少应有3mm.任一放松的单圈线材的直径，应不大于线轴外直径的1.2倍，且应不小于线轴的内直径。线材应该没有扭绞。散开后的线卷放在地上应保持平展。线卷散开不影响正常使用。 责任编辑：北卡
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