热喷涂技术的发展及应用
摘要：本文介绍了热喷涂技术在表面工程中的地位和作用，热喷涂工艺的特点，
着重阐述了等离子喷涂、高速火焰喷涂、激光喷涂、反应热喷涂、冷喷涂等五种热喷涂技术的新进展、应用及展望。
关键词热喷涂等离子喷涂高速火焰喷涂激光喷涂反应热喷涂冷喷涂
1 前言
高新技术的飞速发展对提高金属材料的性能、延长仪器设备中零部件的使用寿命提出了越来越高的要求。而这两个方面的要求又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题。近年来，表面工程发展很快，尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展，为解决上述问题提供了一种新的方法。热喷涂是一种通过专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上，形成一种特制薄层，以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的表面工程技术。由于热喷涂技术可以喷涂各种金属及合金、陶瓷、塑料及非金属等大多数固态工程材料，所以能制成具备各种性能的功能涂层，并且施工灵活，适应性强，应用面广，经济效益突出，尤其对提高产品质量、延长产品寿命、改进产品结构、节约能源、节约贵重金属材料、提高工效、降低成本等方面都有重要作用。随着工业和科技的发展，人们对热喷涂技术提出了越来越高的要求，在已有的热喷涂工艺不断得到改进的同时，一些新的工艺也应运而生。本文就近年来国内外热喷涂新工艺、新技术及其进展进行了概述。
2 热喷涂工艺的特点
1910 年瑞士肖普（Schoop）博士发明了一种火焰喷涂装置（即热喷涂）以来，热喷涂技术已有很大发展，尤其是20 世纪80 年代以来，热喷涂技术的应用取得了很大的成就。与其他各种表面技术相比，热喷涂技术有其自身的特点：(1) 可在各种基体上制备各种材质的涂层，包括金属、陶瓷、金属陶瓷、工程塑料、玻璃、木材、布、纸等几乎所有的固体材料。(2) 基体温度低。基体温度一般在30 ~ 200℃之间，变形小，热影响区浅。(3) 操作灵活。可喷涂各种规格和形状的物体，特别适合于大面积涂层，并可在野外作业。(4) 涂层厚度范围宽。从几十微米到几毫米的涂层都能制备，且容易控制，喷涂效率高，成本低。喷涂时生产效率为每小时几公斤到几十公斤。但是，作为一种表面处理技术，它也存在许多不足之处，主要体现在热效率低，材料利用率低、浪费大和涂层与基材强度较低三个方面。
3 热喷涂工艺的种类
3.1等离子喷涂技术
等离子喷涂技术是以高温高速的等离子射流为热源进行喷涂的。由于等离子射流高温区的温度可以达到10 0 0 K以上,能熔化所有的固体物质。因此，只要具有物理熔点的材料，都可以通过等离子喷涂形成涂层，可以形成的涂层的种类及其应用极为广泛。等离子喷涂技术的发展可以认为主要集中在喷枪功率的提高以及等离子射流中送进粉末方式的改良两个方面。目前，特别是在轴向送粉式等离子喷枪研制方面取得了巨大进展。等离子喷涂技术的应用,自进入航天航空领域并由此获得广泛应用以来，己有近4 0年的历史，尽管喷枪结构在不断改进,但常用的等离子喷枪的主要结构直到08 年代都没有大的变化。喷枪主要由作为阴极的钨极和水冷阳极铜喷嘴构成，在一定的电压条件下，获得非转移型等离子电弧和射流。在此阶段,等离子喷涂技术的发展主要体现在等离子电弧功率的提高,即最大功率从5 0年代的2 0 kw,到6 0年的4 OkW 级,7 0年代的SOkW 级。采用水作为等离子卜作气体，使电弧电压大幅度提高，从而使电弧功率可以达到2 5 Ok W。08年代中期超音速等离子喷涂采用普通的厂作气体如氛气，其功率也达到了ZOOkW。等离子电弧功率的提高，大幅度提高了等离子射流的热烩，喷涂效率随之提高，喷涂材料消耗速度可以从普通等离子喷涂的每小时数公斤提高到数十公斤。由于应用这种高功率等离子喷涂的涂层性能与常用的8 0 kw 级的设备喷制的涂层的性能并无明显的优势，这类高能等离子喷涂系统的主要特点应为涂层制备效率高，用于高熔点的陶瓷材料的喷涂成形更有效。等离子喷涂层的性能，特别是涂层的机械性能，主要受涂层内扁平粒子间的结合控制，而最近的研究结果表明，等离子电弧功率的提高并不能有效提高粒子间的结合力，这主要是因为等离子功率的提高不能有效地提高喷涂粒子的温度，而粒子的温度又是影响粒子间结合的主要原因。为了能有效提高粒子的温度，可以通过降低等离子射流的速度，延长粉末粒子在等离子射流中的加热时间。因此，近来又出现了低速等离子喷涂的概念主要是通过增加阳极喷嘴孔径，降低等离子电弧的压缩效应,从而实现等离子射流的低速化。实验结果表明，采用这种等离子喷涂枪，不仅喷涂过程中沉积效率高，而且获得的涂层的硬度也比传统等离子喷涂的高。在等离子喷涂过程中，喷涂粉末在等离子射流中的轨迹,对粉末的加热熔化及加速影响很大，其结果将影响所形成的涂层的性能。因此，粉末向等离子射流中的送进方式及其条件就显得非常重要。传统的等离子喷涂枪分为枪外送粉式和通过阳极喷嘴送入的枪内送粉式两大类。内送粉式容易将粉末送进等离子射流的高温高速区，因此，加热加速效果好。并且，对送粉条件要求不高,对陶瓷材料的喷涂很有效。而在外送粉式条件下，不易将粉末送进等离子射流的高温高速区，送粉条件对粉末的轨迹影响很大。由于在使用过程中不存在喷枪堵塞可能性，具有能长期连续工作的特点。在等离子喷涂过程中，最能简单控制粉末轨迹的理想方法，是将粉末通过等离子枪内部轴向送进到等离子射流中。自08年代以来，已经有许多关于轴向送粉研究的报道。文献设计了多阴极等离子枪，阴极对称布置，为轴向送粉提供了通道。而文献介绍了将传统的等离子喷枪的阳极设计为以轴线垂直相对对称布置的双阳极结构，实现粉末沿等离子轴线送入的喷枪系统，利用该系统可以提高沉积效率和涂层性能，如喷制的CrZO3涂层的硬度可以达到15
OHOv 30。空心阴极的中心孔是理想的送粉通道。气体隧道等离子喷涂装置，采用了空心阴极。空心阴极的主要问题是寿命短，等离子射流稳定性差。
随着等离子喷涂技术的发展和应用,涂层的可靠性越来越重要,喷涂过程的自动化以及智能控制，将有助于提高涂层的再现性，从而提高涂层的可靠性。我国在等离子喷涂技术开发研究及应用方面，也做了大量工作并取得显著成效。不但引进消化了国外先进的等离子喷涂设备并应用于各个领域，也研制生产了国产化的等离子喷涂设备，如北京航空工艺研究所研制，九江等离子喷涂厂、泰兴机械厂等批量生产的40~6 0 k w、08 k w 常压等离子喷涂设备，已供给航空、航天、军工、纺织等几十个厂家使用。清华大学等单位联合研制成功的Qz N I 型80kw大功率等离子内孔喷涂枪，采用高压的内送粉方式，性能可与国际上同类外圆喷枪媲美。广州有色金属研究院研制了中国第一台低压等离子喷涂装置,其真空室体积218耐，并引进美国M ECTO公司的A R—1 0 0 0机械手,可喷涂长lm、宽lm 的工件，进行多种特殊功能涂层的研究。中国科学院上海硅酸盐研究所应用等离子喷涂技术，在不锈钢人工骨骼表面喷涂氧化物陶瓷涂层制造人工骨骼，解决了陶瓷与人体肌肉生物相容性难题，现己成功应用20 余例。中国机械工程学会表面工程研究所从70年代起开展重载车辆磨损零部件等离子喷涂修复强化，取得大量的经验和显著效益。广州有色金属研究院等单位采用低压等离子喷涂技术已制造出人工金刚石薄膜。
3.2超音速火焰喷涂
超音速火焰喷涂（High Velocity Oxygen Fuel，简称HVOF）法主要是采用高压水冷的反应腔和细长的喷射管，将燃料（煤油、乙炔、丙烯和氢气）和氧气送入反应腔燃烧，产生高压火焰。燃烧火焰被喷射管压缩并加速喷射。喷射粉末可以用高压轴向送入或从喷射管侧面送入。另一种方法是将燃料（煤油、乙炔、丙烯和氢气）和氧气通过高压喷射，在喷嘴外燃烧，喷射粉末用高压气体从喷嘴内轴向送入火焰中，然后通过嘴外空气罩中的压缩气体将燃烧火焰压缩、加速，并将熔融的粉末喷向基板。该法的特点是：射流速度高，焰流温度比爆炸喷涂低，适合碳化物涂层。采用超音速火焰喷涂获得的涂层最高密度可达理论密度的99.9%，强度达70 MPa 以上。涂层杂质少，涂层残余应力小，有些情况下可得到设计的残余应力，因此可喷涂较厚涂层，且喷涂效率高。但它也存在以下缺点：燃料消耗大，成本比较高。
3. 3 激光喷涂
激光喷涂是近十年来出现的一种喷涂新工艺。它的原理是把焊丝顶端（或粉末）用高能密度光束加热至熔融，再用喷出的高压气体使熔融部分粒子化，并喷向基体表面而形成涂层。喷涂环境的气氛可以选择在大气气氛下，也可在惰性气氛或真空状态下进行喷涂。激光喷涂的优点：喷涂所获得的涂层结构与原始粉末相同；可以喷涂大多数材料，范围从低熔点的涂层材料到超高熔点的涂层材料；涂层的气孔率即使在采用焊丝制备时，也比用等离子法喷涂粉末时制备的涂层气孔率低。
3. 4 反应热喷涂
自蔓延高温合成（Self-propagating High TemperatureSynthesis，简称SHS）技术是利用反应物之间高化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术。一旦反应物被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完全。反应热喷涂技术是由SHS 技术同热喷涂相结合发展而成，它利用高放热反应体系材料为喷涂材料，通过传统喷涂热源熔化并引燃喷涂材料的SHS 反应，在喷涂的过程中同时完成材料的合成与沉积。该方法在用于制备金属陶瓷涂层中取得了突破。例如，在喷涂钛合金涂层时，通过高频等离子喷涂过程，氮气与钛合金反应形成钛合金–氮化钛复合涂层，使钛合金涂层的耐磨性能大大提高。与传统热喷涂相比，反应热喷涂具有两大优势：（1）涂层制备成本较低。由于涂层材料与原始喷涂材料不同，可实现利用廉价原始喷涂材料合成出性能优异、价格昂贵的涂层材料，具有经济性；（2）涂层致密，结合强度高。原位合成反应放出的反应热和火焰热叠加，提高了熔滴的温度，可使高熔点的陶瓷硬质相熔化、球化和细化，分布均匀且洁净，改善了金属与陶瓷的结合性，从而提高涂层与基体、以及涂层间的结合强度。反应热喷涂的涂层显微结构呈典型的热喷涂层状结构，但与普通热喷涂涂层组织相比，具有组织细小、硬质相大致呈球形且分布均匀、孔隙率低等特点。目前，国内外对反应热喷涂进行的研究主要在反应电弧喷涂、反应等离子喷涂和反应火焰喷涂等类型上。
3. 5 冷喷涂
冷喷涂全名冷空气动力喷涂法（Cold Gas DynamicSpray，简称CGDS）是指当具有一定塑性的高速固态粒子与基体碰撞后，经过强烈的塑性变形而发生沉积形成涂层的方法。
冷喷涂作为新型涂层制备工艺起源于粒子的低温。由于一般冷喷涂采用的加速气流的温度低于600°C，并且粒子速度非常快，因此，可以避免粒子在加速与加热过程中发生的物理化学反应，如避免金属材料在喷涂过程中被氧化，从而获得成分纯净的涂层；避免受热易发生分解的材料发生分解。采用亚稳态结构的材料如纳米结构材料制备涂层时，可避免由于晶粒的长大而将材料本身的结构移植到涂层的现象。由于材料在喷涂过程中不发生显著的物理化学变化，材料可以回收再利用。其次，可以实现高速粒子的剧烈塑性变形而实现沉积，从而获得致密的涂层，而涂层中产生较大的压应力，可以制备厚涂层。因此，该方法对于制备成分与组织结构控制要求较高的金属涂层具有很大的潜力。
冷喷涂的主要缺点是适用于喷涂的粒子直径范围比较小。西安交通大学焊接研究所在李长久教授的带领下，先后研制出超音速火焰喷涂、小功率微束等离子喷涂和冷喷涂等多项技术。
4 热喷涂技术的应用
4. 1 喷涂耐腐浊涂层
采用热喷涂技术可以喷涂耐各种介质腐蚀的保护涂层，如锌铝不锈钢镍合金蒙乃尔合金、青铜、氧化铝、氧化铬陶瓷涂层和塑料等。由于涂层的电极电位比钢铁高，因此，易在涂层孔隙处产生电化学腐蚀，故对应用于以下机械部件如柱塞泵的活塞和活塞杆、液压油缸、蒸汽机机轴的密封部件、船舶尾轴、阀门等的涂层，必须封孔处理。陶瓷涂层用于防腐也必须经过封孔处理。目前，国内用得最成功的防腐涂层是锌、铝涂层。其技术已应用于大型桥梁、海洋钻井平台、水利设施等。如英国普利茅斯Tamar公路大桥，从1961年喷涂了0.08mm 厚的铝–锌复合涂层，至今只重新喷涂过一次。此外，该工艺在化工、食品等行业也得到广泛应用，如葡萄酒厂低温发酵车间的发酵罐内壁采用火焰喷涂聚乙烯涂层，有效防止了罐壁的点蚀，控制了酒中铁离子的含量。
4. 2 喷涂耐磨涂层
热喷涂技术被成功应用于喷涂机械零件耐磨涂层，延长零件的使用寿命或修复磨损失效的机械零件。美国Metco 公司在中国小浪底水电站中承担了水轮机耐浊涂层任务，共耗13吨喷涂材料。可使水轮机叶轮寿命从3年提高到几十年。在航空发动机中，采用可磨耗涂层能成功减小转子与机壳的间隙。
4. 3 喷涂耐高温涂层
热喷涂技术同样可以改善机械零件的抗高温氧化性能。采用热障涂层隔离金属基体与高温环境，可以有效保持金属构件的力学性能。例如人造卫星表面喷涂氧化氯涂层，在急剧热交变条件下，可保证其内部仪器始终在一定温度范围内可靠地工作。美国在“探险者”喷涂氧化铝，其遮盖面积为卫星总面积的25%。
4. 4 喷涂功能涂层
热喷功能涂层广泛应用在电器工业中。如喷涂屏蔽涂层于监测和控制汽车发动机排气中的氧含量和毒性化合物含量的探测仪，以保证其灵敏度。而热喷涂生物相容性涂层在生物医学方面则展示了良好前景。如喷涂羟基磷、氟羟基磷石等可与人体种植体形成紧密结合，这种技术已应用于人工牙齿、人造骨头种植体上。
4. 5 喷涂成型
采用热喷涂制造机械零件是近年迅速发展起来的特殊制造技术。例如，采用电弧喷涂制造冲压塑料和皮革制品件模具、等离子喷涂陶瓷或耐火喷嘴、雷达整
流、高温炉元件，以及纤维增强钛合金复合材料发动机部件等。在模具制造方面，西安交通大学将热喷涂与RP 快速成型技术相结合，制造出了锌基合金模具。但是，用喷涂成型法制造的零件具有孔隙度高、机械强度差和大部分需后处理的缺点。因此，此项技术还待完善。
5材料
热喷涂用材料也随着热喷涂技术的发展而发展。目前，为了满足对材料多功能、高性能等的要求，多种材料的复合、纳米材料、新型合金或非晶材料的使用成为热喷涂材料发展的主要趋势。而热喷涂材料的研究是本世纪热喷涂技术发展的决定性因素。例如，采用自蔓延合成技术制备的新型喷涂粉末，已合成出TiC、TiB2、ZrB2等陶瓷粉末材料。为满足生物医学需要。开发了羟基磷灰石、氟羟基磷灰石等生物相容性好的热喷涂材料。纳米涂层材料也得到了应用，但为了适应热喷涂工艺，一般将纳米粉末团聚成粒径稍大的、可用于热喷涂的粉末。利用热喷涂技术快速凝固的特点，还开发一系列非晶态涂层材料。为解决热喷涂粉末的流动性问题，发明等离子球化技术设备球形粉末。可以预见，热喷涂复合材料仍然是当前和今后的主流，不但有为适应工艺而制备的复合材料，而且有通过增强相增强涂层性能的复合材料。
6研究展望
目前, 国内外的热喷涂设备正朝着高能、高速、高效发展的同时, 轴向送粉技术、多功能集成技术和实时控制技术也将成为热喷涂设备的发展方向。设备的不断发展将使可喷涂材料的范围更广, 制备纳米、非晶、导热、催化、导电、绝缘、超导、隐身等功能涂层将成为热喷涂研究的热点。利用各种在线监测技术确定粉末在喷涂过程中的流体动力学特征, 建立喷涂粒子的温度场和速度场, 深入理解涂层的形成过程, 从而得出各个喷涂参数对涂层结构和性能的影响规律。采用各种先进的声、光、电无损检测技术, 对涂层性能进行在线诊断, 评估涂层质量和预测涂层寿命, 是未来热喷涂涂层质量监控的重要研究方向。随着热喷涂技术的不断发展, 热喷涂涂层必将更加广泛地应用到国民经济发展的各个领域中。
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热喷涂技术的应用 一、前言 电力工业是国民经济的基础产业，是实现现代化的物质基础。改革开放以来，为适应我国快速发展的国民经济的需求，电力工业也得到了飞速的发展。据统计，到1995年底，我国发电机设备装机容量已超过2亿千瓦，已经连续9年每年新增大、中、型机组超过1000万千瓦。近几年还达到1500万千瓦左右。“九?五”计划期间，我国将要新增加装机8300万千瓦，新增发电量4000亿千瓦时。到2000年，全国电力装机将达到2.9亿千瓦，年发电量达14000亿千瓦时，2010年全国电力装机更将达到5.5亿千瓦左右。 广东省一直处于我国改革开放的前沿，电力工业的发展更是令人瞩目，大亚湾核电站，从化抽水蓄能电站及为数不少的大、中型火电站如雨后春笋般相继矗立于南粤大地，保证了我省经济持续高速的动力需求，有力地推动了我省改革开放的进程。 然而，在电力工业中其中特别是火电厂，从锅炉、气轮机、电机的主机系统，到制粉、出灰等辅助部分，常常由于系统中的某一零件的局部磨损或高温腐蚀而失效，不但影响电厂的安全运行，而且为恢复运行、修复和更换已损坏的部件，不仅需要投入大量人力、物力、财力而且在修理和更换期间，必定影响发电，造成巨大的经济损失。 根据美国通行的电力系统性评价分析方法，设备提高性的经济效益包括三个方面的节约：①替代能源消耗；②备用能源费用；③修理费用。估算结果，美国火电站如能将可用系统提高0.05，则第①项每年可节约84亿美元，第②项相当于省装备用机组34000MW。美国电力研究所最新调查还表明，美国每年平均发生叶片事故40余起，平均每起的修理费用为20万美元，因每次事故停机引起的替代能源耗费为250万美元。10年间因叶片事故造成的直接损失为14亿美元。此外，除直接经济损失外，特别在普遍供电紧张的情况下，备用容量小，停机事故往往引起大面积停电，造成极大的社会影响，以某电厂300MW机组因11级围带飞脱造成停机和地区停电为例，停电40天，少发电约2.6亿度，电费直接损失约2600万元，当时该地区每度电产值约5元，则社会间接损失达1.3亿元，相比之下，几十万元抢修费只是一个零头了。据此，增加设备使用寿命，延长设备大修期间间隔，缩短检修时间，提高设备运行效能就成了电力部门经营管理的关键。 为解决电力系统腐蚀及磨损问题，长期以来，各国的科技工作者和产业界就针对性地进行了不懈的努力。如80年代初期，美国热喷涂技术专业公司（TAFA）与主要热喷涂锅炉应用者以及权威的合金制造者（International Nickel）联合组织力量，对以开发一种能对锅炉管道提供长期持续保护的材料和工艺为目标的工作进行了长期的研究，经过大量的实践证明热喷涂技术不失为一种解决电力工业中腐蚀、磨损的有效而经济的技术。多年来该技术已在美国、英国、日本等国获得了广泛的应用。随着热喷涂技术近年来在我国的推广应用，特别是该技术本身的不断完善和进步，因而逐渐地被人们所接受并开始受到应有的重视，在我国电力工业部门也逐渐得到了某些应用。 二、热喷涂技术简介 热喷涂技术是一种材料表面保护和强化的新技术，它是以气体、液体燃料以及电弧、等离子弧作热源，将金属、合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料等粉末或丝材、棒材加热到熔化或半熔化状态，借助于火焰推力或压缩空气喷射而粘附到预先经过表面处理的工件表面形成涂层，赋予工件以耐磨、耐腐蚀、抗高温、耐氧化、隔热、绝缘等特性，以达到提高工件性能、延长设备使用寿命的一种技术。由于该技术工艺及涂层材料选择范围十分广泛，操作简便灵活，特别适合于现场施工和工件局部修复，因此，热喷涂技术不但是新设备预保护的有效方法，而且是现场维修有效而经济的手段。
The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify Management Process. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 热喷涂作业的安全技术要 求简易版
热喷涂作业的安全技术要求简易版 温馨提示：本操作规程文件应用在日常的规则或运作模式中，包含所有的执行事项，并作用于规范个体行动，规范或限制其所有行为，最终实现简化管理过程，提高管理效率。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 热喷涂作业的安全技术有六方面的要求： 1、所有瓶装气罐，按国家劳动总局“气瓶安全监察规程”定期进行检查和使用。 2、各种气体输出软管，按“BG2550氧气胶管，GB2551乙炔胶管，GB1186空气胶管”等标准规定采用。胶管的耐压值应超过使用气体压力的2-3倍。 3、喷砂有物压力砂罐应使用有压力容器许可证制造的，并达到国家劳动总局“压力容器安全监察规程”要求的合格产品。 4、燃气使用要注意防火、防爆；气瓶应远离火源，电线放置。使用前必须用肥泉水对管
道连接处进行密封汇漏检查，禁用明火检漏。 5、乙炔气管路零件，禁用紫铜、银或铜含量≥70%的铜合金材料制作。氧气瓶的主阀，调节器高压端应避免油脂污染，防止自燃。 6、热喷涂工作场地应做好通风、除尘、防火工作。高分贝噪声设备操作的喷涂间要进行隔声吸声处理，观察窗的遮弧应根据弧光强弱，选择深色玻璃。喷涂间的抽风装置设计为：排出空气流速达45-120m/min。抽出的烟雾及粉尘应经淋式除尘器收集，避免污染大气。 该位置可填写公司名或者个人品牌名 Company name or personal brand name can be filled in this position
等离子喷涂技术的现状与展望 程越 机电院学号：2010235 摘要：综合分析了国内外等离子喷涂技术的现状, 着重阐述了今后的发展趋势, 并希望这一技术在我国的工业生产中发挥更大的作用。关键词：等离子喷涂实时诊断智能控制 1概述 随着现代科技和工业的发展, 对材料的性能提出了愈来愈高的要求, 不同的领域对材料的性能要求也有很大的差别, 即对于同一零部件的不同部位所要求的性能亦有所不同。因此, 寻求各种功能材料,甚至是智能材料已经成为当今世界的热门研究课题之一。 等离子喷涂技术是获得材料表面功能涂层的有效手段, 具有生产效率高、涂层质量好、喷涂的材料范围广、成本低等优点。因此, 近十几年来, 该技术的进步和生产应用发展很快, 现已广泛用于核能、航天航空、石化、机械等领域。 欧美国家从事等离子喷涂技术的研究工作较早, 现已形成大规模的开发、研制、生产基地。涌现出一批大型跨国公司, 如美国的Miller公司、METCO公司、瑞士的Castolin公司, 并分别开发了自己的系列产品, 不断加以改进。如METCO公司从最初的3M系统发展到了现在的10M 系统。最近又推出了计算机控制的等离子喷涂系统, 配有AR-2000 型6关节机器人, 可对不同部件进行编程, 制订不同的喷涂工艺, 具有菜单式软件驱动,可实时监测和记录等离子喷涂工艺参数, 并加以闭环控制。 日本虽然起步较晚, 但非常注重引进世界一流的设备和技术, 并加以发展。特别是近年来, 日本在等离子喷涂技术方面的研究异常深人, 大有后来居上之势。 在1992年第十三届国际热喷涂会议上, 共提交论文250多篇。其中美国110篇, 日本40篇, 德国24篇,中国12 篇, 其它多来自欧洲国家。在编人会议论文集的161篇文章中, 我国只有2 篇人选。由此可看出在一定程度上反映了各国的发展水平。 与先进国家相比, 我国在等离子喷涂技术研究上投入的人力、物力较少, 而又分散在多家研究机构。如武汉材料保护研究所、航天部625所、清华大学、华南理工大学、沈阳工业大学、北京矿冶研究总院和广州有色金属研究所。这样, 其研究能力就显得更加势单力薄。80年代初, 武汉材保所和航天部625所, 在METCO公司7M 系统的基础上, 分别研制出可控硅整流等离子喷涂系统, 可惜未能形成生产能力和继续发展。近年来, 我国对等离子喷涂技术的研究工作多集中在涂层性能及喷涂工艺方面。国内从事等离子喷涂设备生产的仅几家小厂, 技术力量薄弱, 尚不具备开发、研制能力, 所生产的机型落后, 技术水平低。 2等离子喷涂电源及改进 目前, 等离子喷涂技术正朝着高效、大功率方向发展。但现已商品化的等离子喷涂系统多采用传统的整流式电源, 不仅能耗高, 而且体大笨重, 不便于现场使用。作为世界一流的METCO公司所生产的等离子喷涂设备中, 其电源也是晶闸管整流式, 其整机重量930kg。体积为690mm（长）╳1230mm（宽）╳1220mm（高）。目前, 使等离子喷涂设备实现节能和小型化已成为一个重要的研究课题。 瑞士的castolin、公司最近率先推出了小型的晶体管式等离子喷涂电源, 其设计紧凑,
齐鲁工业大学|机械与汽车工程学院 热喷涂技术的研究综述 孙* （齐鲁工业大学机械与汽车工程学院 20130102****） 摘要： 本文介绍了热喷涂技术的由来，发展历程，工艺特点（热喷涂工艺的优缺点），基本概念，总结了热喷涂技术的应用状况，探讨了新工艺、新材料在热喷涂技术中的应用前景。 关键词：表面处理；热喷涂；热喷涂的优缺点；热喷涂的应用进展 前言： 高新技术的飞速发展对提高金属材料的性能、延长仪器设备中零部件的使用寿命提出了越来越高的要求。而这两个方面的要求又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题。近年来，表面工程发展很快，尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展，为解决上述问题提供了一种新的方法。热喷涂技术是一种将涂层材料 (粉末或丝材 )送入某种热源 (电弧、燃烧火焰、等离子体等 )中熔化，并利用高速气流将其喷射到基体材料表面形成涂层的工艺。由于热喷涂技术可以喷涂各种金属及合金、陶瓷、塑料及非金属等大多数固态工程材料，所以能制成具备各种性能的功能涂层，并且施工灵活，适应性强，应用面广，经济效益突出，尤其对提高产品质量、延长产品寿命、改进产品结构、节约能源、节约贵重金属材料、提高工效、降低成本等方面都有重要作用。热喷涂涂层具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温和隔热等优良性能，并能对磨损、腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复，在航空航天、机械制造、石油化工等领域中得到了广泛的应用【1-3】。 热喷涂发展现状： 1、热喷涂技术的由来 热喷涂是指采用氧—乙炔焰、电弧、等离子弧、爆炸波等提供不同热源的喷涂装置，产生高温高压焰流或超音速焰流，将要制成涂层的材料如各种金属、陶
瓷、金属加陶瓷的复合材料、各种塑料粉末的固态喷涂材料，瞬间加热到塑态或熔融态，高速喷涂到经过预处理（清洁粗糙）的零部件表面形成涂层的一种表面加工方法。我们把特殊的工作表面叫“涂层”，把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”，它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。 热喷涂技术最早出现在 20世纪早期的瑞士，随后在前苏联、德国、日本、美国等国得到了不断的发展，各种热喷涂设备的研制、新的热喷涂材料的开发及新技术的应用，使热喷涂涂层质量不断得到提高并开拓了新的应用领域【4】。热喷涂技术在我国始于20世纪50年代，至70年代末形成气候。目前，无论在设备、材料、工艺、科研等方面都在迅速发展与提高，成为表面技术重要组成部分。 2、热喷涂技术的发展历程 在 1993年以前【5-6】介绍较多的是单一热喷涂的技术与方法，其中以火焰喷涂法最为常见。虽然该法(火焰温度可达 3000℃)，可熔化大多数金属，但由于陶瓷材料熔点太高而使该法受到限制。与现有的火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂等技术相比，气体爆炸喷涂具有致密性好，孔隙率低，结合强度高等优点。但因爆炸法之粉料以直线束方式射向基体表面，对形状复杂和细小件内壁难以处理，并需专门隔音装置以对付约140分贝的爆炸声，且涂层与基体之结合强度也有待于提高。新近研制的超音速喷涂法利用喷枪(具有混合气体室，燃烧室及扩张嘴)在压力下点燃混合气体，通过扩张使燃烧继续，由此可产生超音速(1370m/s)和高温(2760℃)的气流，从而能喷涂金属陶瓷，例如WC-Co和WC-Cr-Ni等粉末材料，并无脱碳现象。与爆炸喷涂相比，由于火焰的超音速提高了粒子的速度，其所制得的涂层致密且高耐水性。加上热源温度低，限制了粉末粒子加热，从而有效地抑制了粉末中 WC的分解。实验得出，超音速法所形成的涂层较等离子及氧—乙炔火焰法形成的涂层性能优越，其耐蚀性能与硬质合金YT相当。并且涂层材料已从金属、合金、陶瓷进而扩大到塑料等非导电性材料【7】。 我国热喷涂技术是从五十年代开始的,当时由吴剑春和张关宝在上海组建了国内第一个专业化喷涂厂,研制氧乙炔焰丝喷及电喷装置，并对外开展金属喷涂业务。我国热喷涂技术起步较早，50年代就发展了丝材电弧喷涂；60年代某些军工部分开始研究等离子喷涂，等离子弧焰温度高、等离于喷涂颗粒飞行速度快，
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020版金属喷镀工艺及安全 Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
2020版金属喷镀工艺及安全 金属喷镀用压缩空气或惰性气体将熔融的耐蚀金属喷射到金属表面形成保护镀层的过程。 金属喷镀时，镀面材料在专门的喷汇或喷枪中熔化和雾化，并喷射到基体材料上，这种面饰方法有时也称为金属喷涂。一般使用氧――乙炔焰，但有时也使用其他气体。当镀面金属丝通过焰心自动给送时，金属丝熔化并同时被压缩空气流雾化和喷射到基体材料上。几乎任何一种能够制成金属丝的金属都能用这种方法喷镀。 Z1级锌物理性能： 防腐蚀原理： 锌与空气中的二氧化碳和水接触而发生氧化反应，首先形成氢氧碳酸锌，再持续反应而形成致密坚硬的蓝灰色/灰色碳酸锌钝化层，即英文“PATINA”-“霸天下铜绿”，这层钝化层阻止了外界氧
化物和内层金属锌的进一步反应，形成了稳定的保护膜。这种铜绿层防止锌进一步的腐蚀，并提供金属长期的使用寿命。即使这层保护膜遭受局部划伤或其他破坏，内层锌也会马上产生相同的化学反应而修补伤口，重新形成稳定的保护表层，这是金属锌能够具有长久生命力的最重要特性。 表面准备 因为由金属喷镀所获得的镀覆材料与基体材料之间的结合是纯粹的机械结合，因此，基体材料必须进行适当的准备。以便能获得良好的机械结合。无论采用何种表面准备方法，基体表面都必须清洁而无油污。 金属喷镀的应用 金属喷镀在产品设计中有许多重要的用途。如将锌和铝喷镀到钢铁表面上可以得到保护性涂层，以获得耐腐蚀性。因为金属喷镀能将金属喷镀到几乎任何一种金属或非金属表面上，它就提供了一种在不良导体或非导体表面镀覆一层导电表面的简单方法，为此，常常将铜或银喷镀到玻璃或塑料上。由于喷镀的金属可以用各种不
热喷涂技术原理及其应用 摘要：对于一些超薄零件，在其表面喷涂具有高强度、硬度较高耐磨性的陶瓷涂层，增加零件的耐磨性。热喷入技术是制备涂层的主要方法，目前正迅速应用到民用工业领域。本文主要介绍了热喷涂工艺的特点、喷涂方法的种类及其技术以及热喷涂技术的应用概况,并对热喷涂技术的发展方向给予了展望。 关键字：表面工程热喷涂涂层火焰喷涂 1绪论 磨蚀和磨损是造成材料和零部件失效的主要原因。据有关资料介绍，发达国家每年由腐蚀和磨损所造成的损失约占国民经济总产值的4%～5%，而全世界每年生产的钢材约有1/10变成铁锈。我国每年由腐蚀和磨损造成的经济损失已达数亿人民币。 随着现代科学技术和现代工业发展，对各种设备零件的表面性能提出了更高的要求，特别是在一些特殊条件下工作的零件表面的耐磨性、耐蚀性及高温氧化性等。因此改善材料表面性能，不仅可以有效地延长零件的使用寿命、节约资源，更有利于社会的发展[1]。 表面工程是21世纪工业发展的关键技术之一，表面技术分为表面改性技术、薄膜技术和涂层技术三大类，而热喷涂技术是表面工程领域中十分重要的技术，约占表面工程技术的1/3，是国外50年代发展起来的一项机械零件修复和预保护的新技术。它可以使各种机械设备车辆的零部件使用寿命延长。使报废的零部件“起死回生”。从学科上讲，热喷涂技术是一个涉及金属学、高分子学、表面物理、表面化学、流体力学、传热学、等离子物理及计算机等学科的交叉边缘科学[2]。 热喷涂技术有两大突出特征:一是喷涂粉末的成分不受限制,可根据特殊要求予以选择；二是热喷涂过程中工件温度可保持在100-260℃,从而减少了变形氧化和相变等,使材料本身的性能不被破坏或损失，这些特征以及热喷涂涂层所具
机电设备维修课程技术论文论文题目：热喷涂修复技术的应用 系别 专业年级 学生姓名学号 日期 2014年 4月
目录 1引言 (1) 2 热喷涂技术 (2) （一）热喷涂技术 (2) （二）热喷涂技术分类与特点 (2) 3：热喷涂设备 (4) （一）多电极等离子喷枪 (4) （二）单电极等离子喷枪 (5) （三）内孔HVOF 喷枪 (5) 4.热喷涂材料 (5) （一）涂层的设计基本原理 (5) （二）材料的选择 (6) （三）粘结底层（打底层的选择） (7) （四）涂层制备 (7) 5热喷涂技术在现代工业中的应用 (9) 6 结论 (9) 参考文献 (10)
热喷涂修复技术的应用 摘要：对于一些超薄零件，在其表面喷涂具有高强度、硬度较高耐磨性的陶瓷涂层，增加零件的耐磨性。热喷入技术是制备涂层的主要方法，目前正迅速应用到民用工业领域。本文主要介绍了热喷涂工艺的特点、喷涂方法的种类及其技术以及热喷涂技术的应用概况,并对热喷涂技术的发展方向给予了展望。 关键字：表面工程，热喷涂，涂层，火焰喷涂。
1引言 磨蚀和磨损是造成材料和零部件失效的主要原因。据有关资料介绍，发达国家每年由腐蚀和磨损所造成的损失约占国民经济总产值的4%～5%，而全世界每年生产的钢材约有1/10变成铁锈。我国每年由腐蚀和磨损造成的经济损失已达数亿人民币。 随着现代科学技术和现代工业发展，对各种设备零件的表面性能提出了更高的要求，特别是在一些特殊条件下工作的零件表面的耐磨性、耐蚀性及高温氧化性等。因此改善材料表面性能，不仅可以有效地延长零件的使用寿命、节约资源，更有利于社会的发展[1]。 热喷涂技术有两大突出特征:一是喷涂粉末的成分不受限制,可根据特殊要求予以选择；二是热喷涂过程中工件温度可保持在100-260℃,从而减少了变形氧化和相变等,使材料本身的性能不被破坏或损失，这些特征以及热喷涂涂层所具备的耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、绝缘、隔热等特殊功能,使热喷涂技术得到迅速发展。在选择一种涂层技术时应该考虑到涂层技术的经济性和技术性能，要在整个系统中考虑到表面涂层或其他表面改性和处理的方法，要知道表面要求的功能、服务环境、基材（合金、热处理等）所处理表面的性能，必须考虑到涂层自身的技术问题和经济性，涂层的使用寿命和优点，而不仅仅是涂层的生产成本。 涂层可以对材料表面性能（耐磨性、耐蚀性、耐热性等）进行强化或再生，起到保护作用，并对因磨损腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复。同时，还可以赋予材料表面以特殊性能（电、光、磁等）。现在生产实际中应用比较广泛的方法主要有火焰喷涂法（包括线材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、超音速火焰喷涂、爆炸喷涂等）、等离子弧喷涂和电弧喷涂。基于热喷涂市场的巨大潜力及其社会效益和经济效益，在世界范围内，热喷涂技术受到极大关注。 热喷涂技术是是表面工程的重要组成部分，与其他表面技术相比，热喷涂技术具有诸多优点： 1. 涂层的基体材料几乎不受限制，如金属材料、无机材料（玻璃、陶瓷）、有机材料（包括木材、布、纸类）等； 2. 基材性能不变化，除火焰喷熔工艺外，喷涂过程中基材受热温度低，不发生组织性能变化、变形小； 3. 施工对象的尺寸和形状不受限制，因此适用于不同领域，小至塞规、大至钢结构
YF-ED-J4035 可按资料类型定义编号 热喷涂安全技术实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
热喷涂安全技术实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 A、喷砂的安全与防护 1、喷砂机具、管道及接头必须安装牢固， 连接可*，做到安全不漏。工作中也应经常检 查，有无漏气和管道磨损情况，特别是严重磨 损的管道应及时更换，防止爆裂伤人。 2、喷砂时，喷嘴不准对着人。 3、禁止在气压下修理喷砂设备或更换零 件。砂罐加砂时，应将筒内压缩空气排尽，方 可开启顶盖。 4、操作者应穿带有头盔的喷砂工作服。工 作服用橡胶或人造革制成，并带有空气分配
器。戴上橡胶、皮革或厚布手套；辅助人员必须戴防护眼镜和防尘口罩。 5、操作者在头盔中呼吸的空气必须经过滤清，气压调节到1.2公斤/厘米2。 6、冬季施工时，操作者呼出的热气易在头盔的玻璃上结雾影响视线，可在玻璃内壁涂抹防雾剂，但不宜过厚，防雾剂配方及制作如下。 配方：普通肥皂 200克；酒精 300毫升；甘油 100毫升。 制作：先将肥皂切成薄片放入酒精内加热溶解，然后趁热过滤，并加入甘油，然后再加热把多余的酒精蒸发掉，冷却后即可使用。 7、工作中应及时打扫脚手板及结构上的砂粒，防止滑跌。
新疆东明塑胶有限公司动力站锅炉水冷壁管防磨喷涂 技术协议 甲方：新疆东明塑胶有限公司 乙方：江西恒大高新技术股份有限公司 2013年10月16日
甲方：新疆东明塑胶有限公司 乙方：江西恒大高新技术股份有限公司 一、范围 本协议适用于新疆东明塑胶有限公司锅炉水冷壁管防磨喷涂工程。 二、施工范围 对贵公司一期工程2×100MW机组DG440/13.7-Ⅱ9型锅炉水冷壁管防磨喷涂(经现场确认两台锅炉均为旧锅炉，且之前做过防磨喷涂，所以应采用二次喷涂工艺进行防磨喷涂（主要以改造受热面以及改造焊口周边为主），面积约为800m2。（最后以现场测量为准） 三、施工工期 根据甲方生产要求，双方协商施工工期定15天。乙方应根据本工期要求及时组织相关人员、机具并到场施工，若因非不可抗拒因素造成延误工期，影响甲方生产的需要，按合同相关违约责任执行。 四、双方责任 4.1、甲方职责 4.1.1、对乙方提交的施工方案进行审查、批准，对乙方施工资质进行审查； 4.1.2、负责对乙方施工人员进行安全教育，配合乙方办理各类安全作业票证，并及时、准确地进行安全风险告知； 4.1.3、为乙方施工提供相关气源、电源、照明以及出入厂区等配合工作； 4.1.4、负责施工过程的安全监督检查工作； 4.1.5、负责组织施工过程及最后的质量监督和检查验收。 4.2、乙方职责 4.2.1、负责施工安全技术方案的编制、审核，并提交甲方审核、批准； 4.2.2、负责喷涂工器具、材料、施工人员的组织落实，并对施工人员的安全作业和身体健康负责； 4.2.3、喷涂作业前，乙方负责对甲方提供的通风设施、作业场地、电源、气源等配合工作的安全性进行检查，对不合格项向甲方提出要求整改。负责办理各类安全作业票
防止硫化氢应力腐蚀的热喷涂技术研究 2007-8-23 摘 要:对压力容器用钢ＷＨ530及其用铝及锌铝复合涂层实行热喷涂的试样进行了涂层结合强度及 Ｈ2Ｓ应力腐蚀试验。结果表明,铝涂层可显著提高抗Ｈ2Ｓ应力腐蚀能力,锌铝复合涂层较差;文中同时对锌铝涂层的失效机理进行了探讨。 关键词:压力容器 硫化氢应力腐蚀 热喷涂技术 1 引言 碳钢及低合金钢在湿硫化氢环境中发生的硫化物应力腐蚀开裂(ＳＳＣ)是石油化工设备安全隐患之一。国内外最新研究结果表明:对低浓度硫化氢环境,可通过净化材质、大幅降低Ｓ、Ｐ含量、改善材料组织结构等措施对ＳＳＣ加以防护;但对于高浓度的硫化氢环境,就目前的钢材冶炼水平,即使钢材纯净度达到Ｓ含量在0 002%以下的超低水平,仍难以避免发生ＳＳＣ[1]。因此,近年来有采用热喷涂技术防止发生Ｈ2Ｓ应力腐蚀的报道[2、3]。热喷涂技术用于防止金属一般腐蚀已有多年历史,技术上也较成熟;但用于防止Ｈ2Ｓ应力腐蚀尚属新课题。从技术和经济角度考虑,对大型设备,热喷涂材料采用铝及锌铝合金较为普遍。为探讨对防止Ｈ2Ｓ应力腐蚀的效果,本文以武钢压力容器用钢ＷＨ530为对象,对其基材及其用铝涂层及锌铝复合涂层热喷涂的试样分别进行了涂层结合强度及应力腐蚀性能试验。并对试验结果进行了机理分析。 2 试验材料 喷涂试验基材采用由武汉钢铁(集团)公司提供的ＷＨ530高强度低合金钢,其化学成分及力学性能见 表1（略）及表2（略）。涂层采用24目刚玉砂进行喷砂处理,压力为5～6ｋｇ;随后进行电弧喷涂,电弧喷涂工艺参数见表3（略）。底锌面铝复合涂层中锌铝层各厚100μｍ,热喷涂铝层厚度200μｍ。 3 试验结果 3.1 涂层结合强度试验 本试验按ＧＢ8642—88[4]进行。试验在ＣＳＳ-1110型电子万能试验机上进行,加载速度为3ｍｍ/ｍｉｎ,试件直径 25ｍｍ,试验结果见表4（略）。试验结果表明,铝涂层与钢铁基体的结合强度是底锌面铝复合涂层与钢铁基体结合强度的5倍。 3.2 恒负荷拉伸试验 本试验执行ＧＢ4157—84[5]并参照美国腐蚀工程师协会ＮＡＣＥＴＭＯ177—96[6]。试验在Ｐ1500应力腐蚀横负荷拉伸试验机上进行。试件为 5ｍｍ圆截面光滑试件。将基材试件及涂层试件浸入ＮＡＣＥ标准饱和Ｈ2Ｓ溶液中进行恒负荷拉伸试验,其试验结果见表5（略）。取出在恒负荷试验1100小
热喷涂技术的研究综述 摘要：提高热喷层的致密性，减少其孔隙，可以防止涂层过早腐蚀，延长其使用寿命。简述了热喷涂层孔隙出现的原因;介绍了减少热喷涂层孔隙率、提高涂层耐腐蚀性能的方法;指出了提高热喷涂层耐腐蚀性能的发展方向。 通过系统介绍钢桥防腐蚀的必要性、热喷涂防腐蚀主要方法、国内外热喷涂技术的主要标准，列举了一些国内外钢桥热喷涂防腐蚀应用实例，希望可以为我国钢桥的设计、建造、维修、养护工作提供一定的参考。 关键词:钢桥;防腐蚀;热喷涂;技术;应用；涂层致密性;重熔处理;喷涂工艺;封孔处理 前言:热喷涂技术能赋予材料表面一些特殊的性能，如提高耐腐蚀性、电绝缘性、耐磨减摩、抗高温氧化性及电磁屏蔽吸收等功能。热喷涂层材料可以是金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料以及复合材料等，其涂层广泛应用于航空航大、石油化工、机械制造、冶金、交通运输、建筑等领域。但是，热喷涂层的表面和内部会存在一定数最的孔隙，服役于腐蚀环境时，腐蚀介质会通过这些孔隙穿过涂层，直至基体，对基体产生腐蚀。腐蚀产物会在涂层/基体界ICI积累，其疏松的结构特征以及体积膨胀会导致涂层龟裂、脱落，以致涂层失效比习;同时，涂层孔隙还会降低涂层与基体之间和涂层内部的结合强度，影响涂层使用寿命。因此，如何减少或消除涂层中的孔隙己成为完善热喷涂层制造技术的一个重要研究方向。 一、提高热喷涂层致密性技术的研究现状及发展方向 1、热喷涂层孔隙出现的原因 热喷涂层是由无数熔融或半熔融的变形粒子互相交错呈波浪式堆叠在一起而形成的层状组织结构。在常规大气环境喷涂过程中，这些变形粒子与周围介质发生氧化反应，而使涂层中出现氧化物。变形粒子在交错堆叠的过程中，由于飞行速度和温度不同，使得不断堆叠起来的涂层呈现出明显的不规则状，导致堆叠粒子之间存在缝隙或孔洞。在冷却凝固过程中，若熔融粒子间析出的气体来不及从粒子堆内逸出，就会在涂层中形成气孔。同时，变形粒子随温度的不断降低而产生收缩，若得不到液相的及时补充，也会在涂层中形成孔洞。
文件编号：TP-AR-L6127 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 金属喷镀工艺及安全(正 式版)
金属喷镀工艺及安全(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 金属喷镀用压缩空气或惰性气体将熔融的耐蚀金 属喷射到金属表面形成保护镀层的过程。 金属喷镀时，镀面材料在专门的喷汇或喷枪中熔 化和雾化，并喷射到基体材料上，这种面饰方法有时 也称为金属喷涂。一般使用氧――乙炔焰，但有时也 使用其他气体。当镀面金属丝通过焰心自动给送时， 金属丝熔化并同时被压缩空气流雾化和喷射到基体材 料上。几乎任何一种能够制成金属丝的金属都能用这 种方法喷镀。 Z1级锌物理性能：
防腐蚀原理： 锌与空气中的二氧化碳和水接触而发生氧化反应，首先形成氢氧碳酸锌，再持续反应而形成致密坚硬的蓝灰色/灰色碳酸锌钝化层，即英文“PATINA”-“霸天下铜绿”，这层钝化层阻止了外界氧化物和内层金属锌的进一步反应，形成了稳定的保护膜。这种铜绿层防止锌进一步的腐蚀，并提供金属长期的使用寿命。即使这层保护膜遭受局部划伤或其他破坏，内层锌也会马上产生相同的化学反应而修补伤口，重新形成稳定的保护表层，这是金属锌能够具有长久生命力的最重要特性。 表面准备 因为由金属喷镀所获得的镀覆材料与基体材料之
自动热喷涂系统技术指标和相关要求 特别说明：下列技术指标和相关要求中，★表示必须达到的指标或要求，缺一不可。 1、必须具备的功能 1.1.★ APS和HVOF功能：一套完整的自动热喷涂系统，可用于大气等离子喷涂（APS）和超音速火焰喷涂（HVOF），能喷涂熔点3000C的陶瓷（APS）禾口2000C 的金属（HVOF ）。 1?2、★电脑自动控制功能：带触摸屏的工艺控制中心，PC+PLC控制方式，对关键的喷涂参数具有全自动控制、监控、显示和自我保护能力，对不同种类的零件的喷涂参数和喷涂加工程序可进行存储和调用，确保工艺参数的稳定性和重现性。 1.3、★其它功能：在线监测，内孔喷涂，双斗送粉，机械手与转台步进联动，喷砂，除尘。 2、工作条件 2.1.环境：适于在气温0C?40C和相对湿度W 90%的环境条件下运输 和贮存。 2.2.电源：适于在电源220V/380V （一10%）、50Hz的条件下运行，连续正常运行的时间应不少于8小时。配置符合中国有关标准要求的插头，如果没有这样的插头，则供货商需提供适当的转换插座。 如产品达不到上述要求，投标人应注明其偏差。如设备需要特殊工作条件如水、电源、磁场、温度、湿度等，供货商应在投标书中加以说明。 3、设备技术要求及主要规格参数 3.1. ★ APS喷枪（共3把） （1）配置1把机装等离子喷枪，喷枪角度180°喷枪额定功率》55kW, 喷枪带内、外两个送粉口。 （2）配置1把手持等离子喷枪，喷枪角度90°喷枪额定功率》55kW, 喷枪带内、外两个送粉口。 （3）配置1把等离子内孔喷枪，喷枪额定功率》25kW。
(4)等离子喷枪内的喷嘴、电极等易损件应能简单、快速更换，并配备更换所使用的专用对中工具。 (5)所有等离子喷枪可采用Ar作为等离子主气工作，辅气采用H2进行喷涂。 ( 6)喷枪应配备完善(包括喷嘴、电极、送粉支架、冷却气喷嘴、机装夹持支架等部件) 。 ( 7)喷枪喷涂效率高，能长期稳定工作，喷枪应重量轻、体积小，并可方便安装在机械手上。 3.2.★HVOF 喷枪(共2把) ( 1)配置1把喷枪，喷枪角度为180°，并配备机装夹持支架。 ( 2)配置1把内孔喷枪，喷枪角度为90°，并配备机装夹持支架。 ( 3)丙烷作为燃料。 ( 4)轴向送粉，用水和空气复合式冷却。 3.3.★送粉器 (1)配置1台双斗送粉器，应能满足APS和HVOF使用。 (2)双斗送粉器的每个粉斗容积》1.5L，APS粉斗数量》2个，HVOF 粉斗数量》1个。 ( 3)两送粉斗可单独工作，也可协同送粉实现梯度涂层操作。 (4)送粉重复精度w满量程±%。 (5)送粉粒度范围W 200 3.4. ★工艺控制中心 (1)工艺控制中心 应为全自动闭环控制系统，采用工业PC+PLC的方式控制。工艺控制中心上应带有触摸屏，图形界面便于操作。APS和HVOF 应由一台工艺控制中心控制，可在工艺控制中心菜单上选择工艺，并在机械手上更换喷枪即可完成不同工艺喷涂。 (2)工艺控制中心应采用容易操作的控制软件，便于操作和监控整个工艺过程。喷涂处方可以在任何需要的时间储存和调用。 (3)工艺控制中心包括所有电气部分的PLC、保护装置。PLC实时控制整个过程的运行并采集过程数据和错误信息以及报警提示。 (4)工艺控制中心应能保证APS和HVOF参数和喷涂程序的安全存储、
等离子喷涂技术的现状与展望 笑嘻嘻 机械11-3 学号：2011 摘要：综合分析了国内外等离子喷涂技术的现状, 着重阐述了今后的发展趋势, 并希望这一技术在我国的工业生产中发挥更大的作用。关键词：等离子喷涂实时诊断智能控制 1概述 随着现代科技和工业的发展, 对材料的性能提出了愈来愈高的要求, 不同的领域对材料的性能要求也有很大的差别, 即对于同一零部件的不同部位所要求的性能亦有所不同。因此, 寻求各种功能材料,甚至是智能材料已经成为当今世界的热门研究课题之一。 等离子喷涂技术是获得材料表面功能涂层的有效手段, 具有生产效率高、涂层质量好、喷涂的材料范围广、成本低等优点。因此, 近十几年来, 该技术的进步和生产应用发展很快, 现已广泛用于核能、航天航空、石化、机械等领域。 欧美国家从事等离子喷涂技术的研究工作较早, 现已形成大规模的开发、研制、生产基地。涌现出一批大型跨国公司, 如美国的Miller公司、METCO公司、瑞士的Castolin公司, 并分别开发了自己的系列产品, 不断加以改进。如METCO公司从最初的3M系统发展到了现在的10M 系统。最近又推出了计算机控制的等离子喷涂系统, 配有AR-2000 型6关节机器人, 可对不同部件进行编程, 制订不同的喷涂工艺, 具有菜单式软件驱动,可实时监测和记录等离子喷涂工艺参数, 并加以闭环控制。 日本虽然起步较晚, 但非常注重引进世界一流的设备和技术, 并加以发展。特别是近年来, 日本在等离子喷涂技术方面的研究异常深人, 大有后来居上之势。 在1992年第十三届国际热喷涂会议上, 共提交论文250多篇。其中美国110篇, 日本40篇, 德国24篇,中国12 篇, 其它多来自欧洲国家。在编人会议论文集的161篇文章中, 我国只有2 篇人选。由此可看出在一定程度上反映了各国的发展水平。 与先进国家相比, 我国在等离子喷涂技术研究上投入的人力、物力较少, 而又分散在多家研究机构。如武汉材料保护研究所、航天部625所、清华大学、华南理工大学、沈阳工业大学、北京矿冶研究总院和广州有色金属研究所。这样, 其研究能力就显得更加势单力薄。80年代初, 武汉材保所和航天部625所, 在METCO公司7M 系统的基础上, 分别研制出可 控硅整流等离子喷涂系统, 可惜未能形成生产能力和继续发展。近年来, 我国对等离子喷涂技术的研究工作多集中在涂层性能及喷涂工艺方面。国内从事等离子喷涂设备生产的仅几家小厂, 技术力量薄弱, 尚不具备开发、研制能力, 所生产的机型落后, 技术水平低。 2等离子喷涂电源及改进 目前, 等离子喷涂技术正朝着高效、大功率方向发展。但现已商品化的等离子喷涂系统多采用传统的整流式电源, 不仅能耗高, 而且体大笨重, 不便于现场使用。作为世界一流的METCO公司所生产的等离子喷涂设备中, 其电源也是晶闸管整流式, 其整机重量930kg。体积为690mm（长）╳1230mm（宽）╳1220mm（高）。目前, 使等离子喷涂设备实现节能和小型化已成为一个重要的研究课题。 瑞士的castolin、公司最近率先推出了小型的晶体管式等离子喷涂电源, 其设计紧凑,
热喷涂技术的特点 热喷涂技术具有的优点： 1、设备轻便，可现场施工。 2、工艺灵活、操作程序少。可快捷修复，减少加工时间。 3、适应性强，一般不受工件尺寸大小及场地所限。 4、涂层厚度可以控制。 5、除喷焊外，对基材加热温度较低，工件变形小，金相组织及性能变化也较小。 6、适用各种基体材料的零部件、几乎可在所有的固体材料表面上制备各种防护性涂层和功能性涂层。 热喷涂技术的特点 从热喷涂技术的原理及工艺过程分析,热喷涂技术具有以下一些特点. 1. 由于热源的温度范围很宽,因而可喷涂的涂层材料几乎包括所有固态工程材料,如金属,合金,陶瓷,金属陶瓷,塑料以及由它们组成的复合物等. 因而能赋予基体以各种功能(如耐磨,耐蚀,耐高温,抗氧化,绝缘,隔热,生物相容,红外吸收等)的表面. 2. 喷涂过程中基体表面受热的程度较小而且可以控制,因此可以在各种材料上进行喷涂(如金属,陶瓷,玻璃,布疋,纸张,塑料等),并且对基材的 组织和性能几乎没有影响,工件变形也小. 3.设备简单,操作灵活, 既可对大型构件进行大面积喷涂,也可在指定的局部进行喷涂;既可在工厂室内进行喷涂也可在室外现场进行施工. 4.喷涂操作的程序较少,施工时间较短,效率高,比较经济. 随着热喷 涂应用要求的提高和领域的扩大, 特别是喷涂技术本身的进步, 如喷涂设备的日益高能和精良,涂层材料品种的逐渐增多,性能逐渐提高, 热喷涂技术近十年来获得了飞速的发展, 不但应用领域大为扩展, 而且该技术已由早期的制备一般的防护涂层发展到制备各种功能涂层;由单个工件的维修 发展到大批的产品制造;由单一的涂层制备发展到包括产品失效分析,表面 预处理, 涂层材料和设备的研制,选择, 涂层系统设计和涂层后加工在内 的喷涂系统工程;成为材料表面科学领域中一个十分活跃的学科.并且在现代工业中逐渐形成象铸,锻,焊和热处理那样的独立的材料加工技术.成为工业部门节约贵重材料,节约能源,提高产品质量,延长产品使用寿命,降低 成本,提高工效的重要的工艺手段, 在国民经济的各个领域内得到越来越 广泛的应用.
常用模具修复技术介绍 唐秀秀 （华侨大学机电学院10级材料成型与控制工程班1011117038） 摘要：在模具应用广泛的现在，模具的修复具有重要的意义。介绍常用模具修复技术的原理、工艺特点、工艺过程及应用等方面。其中包括电弧堆焊修复技术、热喷涂修复技术、电刷镀修复技术、激光熔覆修复技术。 关键词：模具修复；热喷涂；激光熔覆；电刷镀；电弧堆焊 Material forming and control engineering Tangxiuxiu （Material forming and control engineering，Huaqiao University Grade10 1011117038) Abstract:I n the mold of widely used now, mold repair has important significance.The principle, technological characteristics, introduced the commonly used mold repair technique process and application etc..Including the arc welding repair technology, thermal spraying technology, brush plating repair technology, laser cladding repairing technology. Keywords:Mold repair,Welding repair,Thermal spraying,Brush plating repair,laser Cladding repairing。 引言 模具是现在制造业的基石。它在现代工业中具有极其重要的作用，它的质量直接决定产品的质量。由于科技的发展，对模具的要求越来越高，模具正向着多种类、大型化、高性能、高精度的方向发展。由此，模具的加工成本也在不断上涨，而延长模具的寿命无疑是降低成本的最佳途径。在延长模具寿命方面，模具的修复起到重大的作用。 传统修复模具的方法很多，如钳工镶块嵌入法和镶块粘接法、电镀、电火花工艺、热喷涂、堆焊技术等等。现在就几种常用的模具修复技术进行介绍。 1、电弧堆焊修复技术 原理 堆焊作为一种表面强化技术，可使母材表面具有良好的耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化、耐辐射等优良性能，使母材和表面金属承受不同的载荷或发挥其不同的理化特性，
金属喷镀简介 金属喷镀用压缩空气或惰性气体将熔融的耐蚀金属喷射到金属表面形成保护镀 层的过程。 金属喷镀时，镀面材料在专门的喷汇或喷枪中熔化和雾化，并喷射到基体材料上，这种面饰方法有时也称为金属喷涂。一般使用氧――乙炔焰，但有时也使用其他气体。当镀面金属丝通过焰心自动给送时，金属丝熔化并同时被压缩空气流雾化和喷射到基体材料上。几乎任何一种能够制成金属丝的金属都能用这种方法喷镀。 Z1级锌物理性能： 防腐蚀原理： 锌与空气中的二氧化碳和水接触而发生氧化反应，首先形成氢氧碳酸锌，再持续反应而形成致密坚硬的蓝灰色/灰色碳酸锌钝化层，即英文“PATINA”-“霸天下铜绿”，这层钝化层阻止了外界氧化物和内层金属锌的进一步反应，形成了稳定的保护膜。这种铜绿层防止锌进一步的腐蚀，并提供金属长期的使用寿命。即使这层保护膜遭受局部划伤或其他破坏，内层锌也会马上产生相同的化学反应而修补伤口，重新形成稳定的保护表层，这是金属锌能够具有长久生命力的最重要特性。 表面准备 因为由金属喷镀所获得的镀覆材料与基体材料之间的结合是纯粹的机械结合，因此，基体材料必须进行适当的准备。以便能获得良好的机械结合。无论采用何种表面准备方法，基体表面都必须清洁而无油污。 金属喷镀的应用 金属喷镀在产品设计中有许多重要的用途。如将锌和铝喷镀到钢铁表面上可以得到保护性涂层，以获得耐腐蚀性。因为金属喷镀能将金属喷镀到几乎任何一种金属或非金属表面上，它就提供了一种在不良导体或非导体表面镀覆一层导电表面的简单方法，为此，常常将铜或银喷镀到玻璃或塑料上。由于喷镀的金属可以用各种不同的方
式进行处理，例如抛光、刷光、或保留喷镀状态，因此，喷镀金属可在产品及建筑行业中作为装饰手段 表面预处理技术要求 1) 采用喷砂处理时，应采取妥善措施，防止粉尘扩散； 2) 压缩空气应干燥洁净，不得含有水份和油污，并经以下方法检查合格后方可使用：将白布置于压缩空气流中1分种，其表面用肉眼观察应无油、水等污迹。空气过滤器的填料应定期更换，空气缓冲罐内积液应及时排放； 3) 磨料应具有一定的硬度和冲击韧性，磨料必须净化，使用前应经筛选，不得含有油污。天然砂应选用质坚有棱的金刚砂、石英砂、硅质河砂等，其含水量不应大于1%。严禁使用海砂； 4) 喷砂处理薄钢板时，磨料粒度和空气压力应适应； 5) 当喷嘴出口端的直径磨损量超过起始内径的20%时，喷嘴不得继续使用； 6) 磨料需重复使用时，必须符合有关规定； 7) 磨料的堆放场地及施工现场应平整、坚实，防止磨料受潮、雨淋或混入杂质； 8) 表面不作喷砂处理的螺纹、密封面及光洁面应妥善保护，不得受损； 9) 喷砂作业完毕后，用干燥、清洁的压缩空气清理喷砂表面。 金属喷涂技术要求 1）金属线材 所用金属丝应光洁、无锈、无油、无折痕，规格为∮2㎜或∮3㎜。应符合GB/T3190标准的要求。 2）喷镀方法：采用热喷涂。 3）技术参数 热喷涂所用压缩空气应清洁、干燥、压力不得小于0.4Mpa； 喷镀距离为100-200㎜； 喷枪尽可能与基体表面成直角，边缘处也不得小于45度； 喷枪移动速度，以一次喷镀厚度达到60-80μm为宜； 各喷镀带之间应有1/3的宽度重叠，厚度尽可能均匀； 喷涂送丝速度为4-5㎜/s； 4）操作要领 各喷镀层之间的喷枪走向应相互垂直，交叉覆盖； 喷涂开机前，应检查油水分离器的作用是否良好，工作前应把积水放掉；认真检查喷枪、送丝软管、接头等联接是否正确牢靠； 喷镀时会产生较多烟尘，较强的噪音、，作业人员应穿戴好防护用品，检查头盔上的呼吸管是否畅通； 喷镀时，应先向喷涂枪供给压缩空气，然后打开氧气、乙炔开关，再开始喷涂； 喷镀时，喷枪焰流温度高、压力大，喷枪始终不能指向任何人或任何施工设备及线路； 停止喷涂时，应先停止送丝，再关闭氧气、乙炔开关，最后关闭压缩空气，并使各个开关位置处于停止、安全状态。