热喷涂在我国的应用及发展趋势

点击数：733发布时间：2014-10-22 09:04:54　

   热喷涂利用某种热源（如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等）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。

   热喷涂形成牢固的覆盖层，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”。

   热喷涂技术是一个涉及多学科，诸如金属学、陶瓷学、高分子科学、表面物理学、表面化学、流体力学、传热学、等离子物理学等学科的边缘科学，又是一项适用性很强的基础工艺。它受高温、高速、非均匀性等多参数影响的高温动态过程影响,影响因素多而复杂。因此，给热喷涂技术基础理论的研究带来了很大困难。针对这种情况，各国十分重视热喷涂技术的理论研究。目前，对热喷涂技术的研究正从实验性工艺技术向着有坚实理论的基础工艺发展。例如，以现代物理化学概念和该过程的热物理为基础建立了等离子喷涂时材料相互接触作用和涂层形成理论。当然，这些理论无论从深度上还是系统性上都是远远不够的。

   世界的热喷涂已有100年的历史，中国的热喷涂也有近五十年的历史。特别是近二十年来，中国的热喷涂有了较大的进步和发展。

   目前，热喷涂技术在我国的主要应用领域有航空、航天、钢铁、石化、钢结构防腐、机械、轻工、纺织、造纸、能源、船舶等，总产值约2亿元/年。

   我国的热喷涂应用有以下特点：

   1.应用范围大，在某些领域具有相当高的水平，如航空发动机（与波音合作），退火炉炉底辊、镀锌导辊（钢铁行业）、阀门（石化行业）、拉丝导辊、塔轮、拉丝圈等（纺织工业）、高档玻璃模具（轻工）、气门（汽车行业）等。

   2.采用的工艺和材料广泛，几乎目前国际上使用的热喷涂工艺和材料，中国都在用，如真空等离子喷涂、大气等离子喷涂、爆炸喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、火焰粉末喷涂、等离子堆焊、激光重熔、真空（保护气氛）重熔等。

   3.以热喷涂作为设备、部件的维修手段比较发达，对中、小热喷涂企业而言，一半以上的工作是针对修复。

   4.科研院所、大专院校的相关专业研究室，教研室，如焊接（占大半以上），材料、表面加工等专业，积极进入国内热喷涂市场。我国热喷涂的主要技术力量也在上述单位。

   目前,热喷涂技术正在发展中，还有许多亟待解决的问题。然而这些问题的解决大都紧紧围绕着提高涂层质量这一首要要求，即主要提高涂层的结合强度和致密度，开发多种热喷涂新设备和新材料。

   从未来的发展趋势看，热喷涂系统工程的研究将越来越受到人们的重视。目前许多国家都加强了对热喷涂系统工程的研究，即从失效分析入手，通过对表面预处理，喷涂设备、喷涂材料及喷涂工艺的优化，制定出热喷涂实施工艺计划。

  在发展过程中，热喷涂技术与其他学科相互交叉渗透形成了新的表面处理工艺，例如，热喷涂与热处理工艺的结合出现了炉内烧结重熔和高频感应重熔涂渗工艺；与电镀工艺的结合产生镀涂工艺和涂镀工艺；与铸造工艺结合出现了烧结喷熔和电火花烧结工艺等。采用新的能源，出现了激光重溶和电子束重熔等。由此可见，热喷涂技术应用的新领域有待于进一步进行探索和开发。