热喷涂常识（二）

点击数：985发布时间：2022-07-07 00:00:00　

从表中可见，为了减轻整车质量达到降低能耗，逐步采用铝合金取代传统金属材料，同时还要保持或提高原设计和选用材料的性能。因此，在铝合金上制备不同涂层的热喷涂技术，目前正针对不同需求开展研究。其次，非传统的功能性涂层，如高隔热涂层、低噪声涂层、磁性传感功能涂层、高精度抗蚀涂层、代铬涂层均有较好的应用前景。再者，等离子喷涂工艺在汽车制造工业中仍有强劲的生命力，且对其自动化、智能化、高精度、高效率要求越来越高，其原因是应适合汽车零部件生产大批量、低成本、高质量的要求。 造船工业的应用，除了船用动力系统的排气阀，活塞环、缸套等部件按类似汽车工业的如大型船舶的艉轴表2汽车零部件涂层工工艺和材料

、轴承座、发电机、舵机、锚机等辅机轴，各种阀门密封面、泵轴套、柱塞、机械密封环等运动部件。往往由于关键部位磨损超差，不能使用，针对部件材质、磨损形式和使用条件，采取适当涂层进行修复，经济效益十分可观。航道疏浚用的挖泥船，大量零部件如泥斗、耙头、铰刀、铲齿、泥泵叶轮等被泥沙磨损需修复。为提高部件的耐磨损性，主要过用Ni60或Ni60+WC等硬质火焰喷焊层进行修复，较原部件提高寿命达数倍，效果十分明显。
3、航空、航天工业中的应用 热喷涂技术在航空、航天工业中应用历史久，范围广，涂层品种多，而且技术含量高。尽管航空、航天中飞机发动机、宇宙火箭等工作条件十分恶劣，对涂层可靠性要求非常苛刻，但当代航空发动机中一半以上的零件都有涂层（零件数已达成1000个以上）。主要用耐磨、耐腐蚀、抗氧化、封严。表3给出热喷涂技术在航空航天中的部分应用。

表3航空、航天工业中的应用

对于发动机的绝热涂层，过去一般采用稳定型的ZrO2（稳定剂为Y2O3，MgO,CaO,CeO等）面层材料和CoNiCrAlY高温粘结底层材料，通过等离子喷涂，制备两层或数层阶梯结构涂层。自20世纪80年代末至90年代初，由于新的涂野技术——电子束物理气相沉积技术（EB-PVD法）的开发成功，制备的热障涂层（TBC）为柱状晶结构，与粘结底层结合牢固，涂层表面光洁，使用寿命高于等离子喷涂层一个数量级。关于热障涂层的粘结底层加陶瓷涂层结构，我国目前主要采用二层涂层结构（CoNiCrAlY底层+稳定型ZrO2面层），并已应用在新型发动机燃烧室，加力燃烧室等热部件上。目前对热障涂层的改进主要从多层或梯度功能涂层的设计，粘结底层的预氧化处理，热障陶瓷面层的渗铝处理、陶瓷面层激光改性处理等方面研究和发展。    发动机封严涂层随着热端高温气流温度的逐级提高，使用温度300`C到1100`C，目前最高温度可达1350`C。AlSi-聚苯酯，镍-石墨，镍-硅藻土，NiCrAlY-BN,Y2O3稳定ZrO2-BN等复合粉末涂层，已获得成功应用。其中，尤以高温封严涂层制备和工作条件最困难。要求其厚度达到2~3mm，喷涂时必须严格控制涂层应力的产生。另外，要承受1000~1350`C高温，遭受2~3倍音速的高温气流冲刷，受到超过300m/s线速度叶片尖部刮削而不发生剥落。故涂层必须耐高温、抗氧化、耐热震、结合强度高，化学惰性，而且质软（46~108HV），多孔（孔隙率达25%~30%）。    航空发动机某些零部件的磨损问题也是十分严重的，在服役期间，有的发动机低压转子转速5000r/min,高压转子转速15000r/min；并在极高负载和各种频率的振动下工作，从而产生各种机理的磨损，这些磨损仅靠改变基体材料是达不到要求的。据英国RR公司统计，1976年前发动机零部件60%因磨损而报废，采用耐磨涂层后报废率降到30%，目前采用爆炸喷涂和HVOF喷涂涂层已有50多种在航空产品零件上获得应用，如高低压压气机叶片、涡轮叶片、轮毂封严槽、齿轮轴、火焰筒外壁、衬套、副翼滑轨、制动装置等。目前国内开发的某新机种上，规定采用十几种热喷涂涂层（主要是耐磨涂层）数百个零件，其中四种最关键的耐磨涂层必要采用结合强度好、涂层致密度高的爆炸喷涂和HVOF喷涂工艺制备。表4-67为爆炸喷涂在国内航空方面的应用。