有粉、线、带和棒等不同形态,它们的成分是金属、合金、陶瓷、金属陶瓷及塑料等。粉末材料居重要地位,种类逾百种。线材与带材多为金属或合金(复合线材尚含有陶瓷或塑料);棒材只有十几种,多为氧化物陶瓷。
2、喷涂方法
以提供热源的不同,可分为燃烧法及电热法。前者包括燃烧火焰喷涂、爆炸喷涂及高速火焰喷涂(HVOF);后者包括电弧喷涂及等离子喷涂(又分常压等离子喷涂、低压等离子喷涂与水稳等离子喷涂)。
在进行火焰喷涂和电弧喷涂前需做预前处理,即喷砂处理(抛丸处理对于某种特殊的工件特殊情况可能达不到一定程度的效果),以达到一定的结合强度,避免喷涂层掉落。
喷涂工艺对涂层产生重要影响的是喷涂温度(严格点说,是熔滴冲击基体表面时的温度)和熔滴冲击基体表面的速度。各种喷涂方法的特征列入表1。
3、涂层的形成及其评价
喷涂材料经过具有某种热源形式的喷涂设备喷射之后,在到达被喷涂的基体表面之前,其飞行时间只有几千分之一秒或更少。在如此之短的时间内,它被加热、熔化或半熔化,形成细小而分散的熔滴,冲向基体表面,被击成扁平的叠状小片,先前生成的扁片又被后来者所覆盖,很快就形成由很多扁平罗叠而成的覆盖层,即为喷涂层。热源温度越高,熔滴冲击速度越大,形成的涂层越致密。
涂层性能与诸多因素有关。图2表明了涂层性能与喷涂方法及材质之间的关系[3]。
涂层功能
当某一个工程问题提出后,首先应明确接受施工的工件被喷涂的部位(通常是
设备或设施的工作表面)处于什么样的工况条件,而涂层功能则是确定喷涂工艺及材料的主要依据,同时还要考虑在经济上是否允许,它们之间的关系如图3所示。
1 涂层的多样性
涂层的多样性源于喷涂材料的多种选择、工艺参数的可控及喷涂方法的可变。喷涂粉末材质逾百种,线材和棒材也有数十种,不同的喷涂方法和工艺参数的变化,能使同一材质形成不尽相同的涂层。如此,这些变数的组合就可得到一组"菜单式"的涂层系列,当你需要具有某种特性的涂层时,只需从中择取即是。
2 涂层类别
喷涂材料喷涂而成的涂层依据它们的成分可以分为10个系列;
(1)铁、镍和钴基涂层;
(2)自熔合金涂层;
(3)有色金属涂层;
(4)氧化物陶瓷涂层;
(5)碳化钨涂层;
(6)碳化铬和其他碳化物涂层;
(7)难熔金属涂层;
(8)氧化物陶瓷涂层;
(9)塑料基涂层;
(10)金属陶瓷涂层。
3 涂层功能
依据美国F.N.LONGO对热喷涂涂层的分类方法[4],涂层按功能可分为:
(1)耐磨损涂层
包括抗粘着磨损、表面疲劳磨损涂层和耐冲蚀涂层。其中有些情况还有抗低温(<538℃)磨损和抗高温(538~843℃)磨损涂层之分。
(2)耐热抗氧化涂层
该种涂层包括高温过程(其中有氧化气氛、腐蚀性气体、高于843℃的冲蚀及热障)和熔融金属过程(其中有熔融锌、熔融铝、熔融铁和钢、熔融铜)所应用的涂层。
(3)抗大气和浸渍腐蚀涂层
大气腐蚀包括工业气氛、盐性气氛、田野气氛等造成的腐蚀;浸渍腐蚀包括饮用淡水、非饮用淡水、热淡水、盐水、化学和食品加工等造成的腐蚀。
(4)电导和电阻涂层
该种涂层用于电导、电阻和屏蔽。
(5)恢复尺寸涂层
该种涂层用于铁基(可切削与可磨削的碳钢和耐蚀钢)和有色金属(镍、钴、铜、铝、钛及他们的合金)制品。
(6)机械部件间隙控制涂层
该种涂层可磨。
(7)耐化学腐蚀涂层
化学腐蚀包括各种酸、碱、盐,各种无机物和各种有机化学介质的腐蚀。
上述各涂层功能中,与冶金工业生产有密切关系的是耐磨损涂层、耐热抗氧化涂层和耐化学腐蚀涂层。