热喷涂常识（五）

点击数：749发布时间：2016-09-20 14:57:06　

7、纺织、化纤工业中的应用    现代纺织机械特别是化纤机械，正向高速、轻质、节能方向展。许多耗能的高速运动零部件一般尽可能采用轻质合金基体（如铝）+表面强化及功能涂层复合制造。纺织部件要求有一个轮廓分明的表面形状，这是由于在与纤维接触中这些部件必须起导向、卷绕、纺丝和拉丝并缠绕纤维作用所要求的。特殊的表面能提供设计要求的张力，同时又对纤维不造成拉毛和擦伤，同时自身还必须有足够的耐磨性，以满足纺机长时间稳定工作的要求，尤其是纺织行业规模化生产，这种要求更显突出。上述种种通过热喷涂功能性涂层的设计和制备方能满足。目前在纺织行业成套设备数千个受力点所用的部件大部分采用功能涂层复合部件，零件涂层性能见表8。从表8中可知，纺织工业中使用AL2O3和TiO2涂层范围较广，尽管这类涂层有很好的耐磨抗蚀性能。但由于AL2O3和TiO2以及其他氧化物可成不同比例组成新的陶瓷涂层材料，经等离子喷涂后用不同的后处理技术如抛磨，刷磨，磨削和砂光等加工方法，可获得不同年硬度与不同表面状态的涂层，以适应各种纤维纺织性能的需要。其特点如下。

表8 零件涂层性能

具有优异的耐高速纤维磨损性能，氧化物陶瓷涂层硬度高和低表面能性质，决定必备耐磨和减摩性，这一点不容易被其他材料所取代。 不同的陶瓷涂层后加工方法使表面具有不同的轮廓，因而会有不同的摩擦力。能对纤维施以适度的“捻力”，使纤维达到必要的强度和韧度。 利用喷涂表在无数微粒凸起的喷涂（可经适当的加工消除尖利的峰顶），提供适度的表面粗糙度，与纤维作用时使纤维表面获得必要的“绒度”，达到染色性好，有一定的吸湿性等。 

    Cr2O3涂层比Al2O3+TiO2涂层硬度值更高，且具有耐化学腐蚀作用，碳化物涂层则主要提供耐磨性能，在纺织工业中均有特殊的用途。大多数纺机零件均需要制备表面极平整、细腻、均匀的薄型陶瓷涂层表面。喷涂过程中必须把握以下三个环节：一是用〈=0.25mm的细粒刚玉进行表面粗化喷砂；二是采用粒度范围5~45um的粉末喷涂；三是涂层厚度一般为0.15~0.20mm。这些应用已在我国形成系统化、规模化和规范化。纺织化纤工业陶瓷涂层的应用占全国陶瓷涂层大部分市场。
8、电子工业中的应用     金属-陶瓷复合材料结构是微电子工业机芯材料的一种理想材料。在金属板（如科伐合金、铜、铝、钢）上热喷涂高介电常数的陶瓷涂层，具有高热导率的金属能将强电流所产生的热发散开，而陶瓷涂层则提供很好的介电绝缘性能。以铜板上喷涂Al2O3陶瓷涂层为例，其总热导率比相同厚度铜板烧结氧化铝层的总热导率高5倍，而传统作为介电导热的BeO的热导率仅较氧化铝涂层1倍，故可能过适当减薄涂层厚度，用作集成电路板的介电散热。提高集成电路的功率。美国已能喷涂25mm*25mm的介电陶瓷涂层复合电路板，一批次生产可达5万件规模。    热喷涂技术是生产厚膜电路的有效方法，这种电路比印刷电路可承受较高的电流。其制造过程是：在非导电基体上（如塑料、陶瓷或玻璃等）喷涂金属。电路模型喷涂前需遮蔽，喷涂后腐蚀去不需要的部分即可。或用塑料注模法来制作，对塑料表面全部喷涂后，磨出凸出部分（多余涂层）则凹陷部分为所要的电路模型。厚膜电常用的喷涂金属为铜、铝、锌和银，在制造电阻器、电容器和电感器方面已得到应用和发展。在热处理后的玻璃上热喷涂铝等涂层已制成电加热板。在大型闸刀开关的接触面1500A/60V直流电源开关导电触头上喷涂导电涂层，经2000次开关寿命试验表明：紫铜涂层制触头耐电蚀性最差；银或银钨合金涂层的触头耐电蚀性较好；等离子喷涂AgW或CuW涂层的触头各种性能均最佳。锌涂层可提供高能级的电磁波衰减范围，可用于屏蔽电磁波和无线电频率（ENI/RFI），同时可清除静电放电火花。这方面的应用包括计算机终端装置、电子办公设施、感光电子设备等。
9、化学工业中的应用    化学工业中最大的问题是腐蚀，各种材料在不同腐蚀介质、腐蚀环境、腐蚀温度中形成的腐蚀机理也是千差万别的。热喷涂涂层抗腐蚀的作用是：将耐蚀性能优异的合金、陶瓷、塑料等材料在需保护的基体上形成一定厚度的涂层或多重涂层，再对涂层的微孔采用合适的封孔剂（环氧树脂、硅树脂、聚氨酯等）进行封闭，用隔离形式保护基体免受腐蚀。由于上述耐蚀材料形成涂层时，由于相变或部分元素烧损等原因，耐蚀性会略有下降。同时封孔剂的选配和封闭技术的差异，有时也达不到100%的封孔效果，故防蚀是一项系统而艰辛的工作，需要认真分析腐蚀原因，科学设计防腐涂层体系，仔细严格操作程序。    一般来说，用于大气常温环境下的耐蚀涂层，采用喷涂铝、锌、锌铝、不锈钢、铝青铜类合金涂层外加封孔形成复合防护体系即可耐20年以上的自然腐蚀。对于较严重的工业区大气环境，可采用喷涂镍基、钴基、Mo、塑料和陶瓷涂层加某些专用封孔剂进行局部防护。镍、钴、铁基自熔性的喷涂重熔，形成的无孔致密焊接层耐蚀性较好，几乎与整体同种材料的抗蚀性相当。火焰喷涂的塑料喷涂层会形成致密无孔的涂层，经高压电火花检漏仪进行检测确认无孔后，能用于塑料软化温度以下的多种腐蚀介质并存的工况条件，但其弱点是塑料不耐老化，使用寿命有限。氧化物陶瓷主要用于较强腐蚀介质，如醋酸、磷酸、氢氧化物以及各种盐类的腐蚀加磨损工况条件中，同时也耐数百度高温条件下的腐蚀介质侵蚀，但涂层的封孔材料和涂层设计需认真选配方能达到预期效果。由于该类涂层技术要求高，制造成本贵，仅在特殊工况下的关键零部件上局部应用，大面积现场采用不太现实。    超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂、燃气爆炸喷涂技术在抗腐蚀涂层中应用，可制备结合强度高（50~100MPa），孔隙率极低（〈=1.5%）的优质涂层，并获得很好的应用效果。涂层封孔剂方面的研究进展据不完全统计，我国研制成功并实施应用的达近百种。其中绝大部分用于常温、弱介质环境涂层封孔。用于恶劣工况环境的封孔剂根据资料介绍，目前已经有20多种可用于包括王水在内的介质环境涂层封孔，其中5种可在200度以上长期使用，耐温最高达500度，有10种封孔剂可用于食品以及医药行业。作为封孔剂材料均应具有以下特点。

耐反应原料、中间反应物以及最终产品的腐蚀。 耐上述各种物质的溶解。 抵御上述各种物质的应力开裂倾向。