热喷涂技术 ppt课件
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热喷涂技术研究进展-PPT课件
热喷涂技术的研究进展
1、热喷涂技术概论
原理 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 。 涂层结构特点
特点
a. 能赋予基体以多种功能的表面； b. 设备轻便，可现场施工； c. 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。 d. 喷涂操作的程序较少,施工时间较短,效率 高,比较经济。
微等离子喷涂
微等离子喷涂是20世纪90年代由乌克兰巴顿焊 接研究所开发的, 它的特点是具有层流等离子 射流、发射角只有2°~ 6°(普通的等离子枪的 发射角达10°~ 18°)、功率低( 1~ 3 kW )、基 体受热低、噪声小( 30~ 50 dB) , 可在极薄的基 体(如0.5mm厚的不锈钢薄板或1.0 mm 厚的锰 片)上进行喷涂。这种喷涂方法的功率虽低, 但 能量集中, 其束斑直径小于5 mm, 所以仍可喷 涂各种材料, 特别适宜制备小零件及薄壁件的 精密涂层, 且该设备重量轻, 适合于现场的维修 工作。
悬浮式等离子喷涂示意图
反应等离子喷涂
反应等离子喷涂是对真空等离子喷涂进一步改进的结果, 该方法在真空等离子喷涂过程中,在喷嘴出口处的等离子射 流中加入反应气体(如N2),反应气体与加热中的喷涂颗粒相 互作用,进而得到新的生成物。 例如,用这种方法可以获得TiN涂层,它是靠喷涂钛粉和注入 N2反应后得到的,其工作原理如图所示。TiN具有高熔点、 高硬度、耐磨、耐蚀等特点,并且还具有优良的导电性和超 导性。 反应等离子喷涂制备 TiN涂层克服了传统的物理或者化 学气相沉积(PVD及CVD)工艺 制备TiN 涂层,存在沉积速 率低、涂层厚度过薄的缺点,可制备纳米晶TiN涂层, 涂层厚度可达500µ m。
1、热喷涂技术概论
原理 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 。 涂层结构特点
特点
a. 能赋予基体以多种功能的表面； b. 设备轻便，可现场施工； c. 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。 d. 喷涂操作的程序较少,施工时间较短,效率 高,比较经济。
微等离子喷涂
微等离子喷涂是20世纪90年代由乌克兰巴顿焊 接研究所开发的, 它的特点是具有层流等离子 射流、发射角只有2°~ 6°(普通的等离子枪的 发射角达10°~ 18°)、功率低( 1~ 3 kW )、基 体受热低、噪声小( 30~ 50 dB) , 可在极薄的基 体(如0.5mm厚的不锈钢薄板或1.0 mm 厚的锰 片)上进行喷涂。这种喷涂方法的功率虽低, 但 能量集中, 其束斑直径小于5 mm, 所以仍可喷 涂各种材料, 特别适宜制备小零件及薄壁件的 精密涂层, 且该设备重量轻, 适合于现场的维修 工作。
悬浮式等离子喷涂示意图
反应等离子喷涂
反应等离子喷涂是对真空等离子喷涂进一步改进的结果, 该方法在真空等离子喷涂过程中,在喷嘴出口处的等离子射 流中加入反应气体(如N2),反应气体与加热中的喷涂颗粒相 互作用,进而得到新的生成物。 例如,用这种方法可以获得TiN涂层,它是靠喷涂钛粉和注入 N2反应后得到的,其工作原理如图所示。TiN具有高熔点、 高硬度、耐磨、耐蚀等特点,并且还具有优良的导电性和超 导性。 反应等离子喷涂制备 TiN涂层克服了传统的物理或者化 学气相沉积(PVD及CVD)工艺 制备TiN 涂层,存在沉积速 率低、涂层厚度过薄的缺点,可制备纳米晶TiN涂层, 涂层厚度可达500µ m。
热喷涂课程ppt
热喷涂技术
1、前言
定 义 ：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
5、热喷涂材料涂层
2)机械嵌合。机械嵌合是指具有具有一定动能的 熔滴在碰撞到经过粗糙处理的基材表面后与表面 上的凸起和凹陷处形成的机械咬合。涂层的微粒 与表面、微粒与微粒之间靠相互嵌镶而连在一起。 在粗糙度较大的表面(如经过粗粒喷砂的表面或 有机制沟槽和螺纹的表面)上热喷涂时，机械嵌 合具有重要作用。实验证明，当在Ra=0.63μm 的表面上喷涂镍包铝时，结合强度为36～ 41MPa，如果表面经过喷砂粗糙化处理后，则 结合强度可达到45MPa。这在一定程度上反映 了机械嵌合的作用。表面越粗糙，机械嵌合的效 果越大。所以，在热喷涂工艺中，表面粗化已成 为必不可少的重要的预处理工序。 热喷涂技术
热喷涂技术
5、热喷涂材料涂层
喷涂材料可以做成丝状或粉末状，丝状材料只 有一定塑性的材料才能加工出来，而粉末材料 可根据需要任意配制，所以成份及比例范围非 常灵活。
热喷涂技术
5、热喷涂材料涂层
涂层形成过程 涂层的形成过程为：涂层材料经加热熔化和加 速→撞击到基体→冷却凝固→形成涂层。其中 涂层材料的加热、加速和凝固是最主要的三个 过程。
热喷涂技术
6、喷涂工艺流程
热喷涂工艺方法 1.火焰喷涂工艺：是线材火焰喷涂(Wire Flame Spray)和粉末火焰喷涂(Powder Flame Spray) 的总称。是最早的喷涂工艺。用乙炔、丙烷、 氢气或天然气等作燃料，以压缩空气、氧气或 惰性气体作动力，使熔融材料雾化并加速，喷 射到基体形成喷涂层。粉末、线材、棒材、带 材等都可以用火焰喷涂工艺进行术特点
1、前言
定 义 ：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
5、热喷涂材料涂层
2)机械嵌合。机械嵌合是指具有具有一定动能的 熔滴在碰撞到经过粗糙处理的基材表面后与表面 上的凸起和凹陷处形成的机械咬合。涂层的微粒 与表面、微粒与微粒之间靠相互嵌镶而连在一起。 在粗糙度较大的表面(如经过粗粒喷砂的表面或 有机制沟槽和螺纹的表面)上热喷涂时，机械嵌 合具有重要作用。实验证明，当在Ra=0.63μm 的表面上喷涂镍包铝时，结合强度为36～ 41MPa，如果表面经过喷砂粗糙化处理后，则 结合强度可达到45MPa。这在一定程度上反映 了机械嵌合的作用。表面越粗糙，机械嵌合的效 果越大。所以，在热喷涂工艺中，表面粗化已成 为必不可少的重要的预处理工序。 热喷涂技术
热喷涂技术
5、热喷涂材料涂层
喷涂材料可以做成丝状或粉末状，丝状材料只 有一定塑性的材料才能加工出来，而粉末材料 可根据需要任意配制，所以成份及比例范围非 常灵活。
热喷涂技术
5、热喷涂材料涂层
涂层形成过程 涂层的形成过程为：涂层材料经加热熔化和加 速→撞击到基体→冷却凝固→形成涂层。其中 涂层材料的加热、加速和凝固是最主要的三个 过程。
热喷涂技术
6、喷涂工艺流程
热喷涂工艺方法 1.火焰喷涂工艺：是线材火焰喷涂(Wire Flame Spray)和粉末火焰喷涂(Powder Flame Spray) 的总称。是最早的喷涂工艺。用乙炔、丙烷、 氢气或天然气等作燃料，以压缩空气、氧气或 惰性气体作动力，使熔融材料雾化并加速，喷 射到基体形成喷涂层。粉末、线材、棒材、带 材等都可以用火焰喷涂工艺进行术特点
第五章-热喷涂技术PPT课件
18几种常用的热喷涂技术及常用表面工程技术的比较见表1等离子喷涂法火焰喷涂电弧喷涂法爆炸喷涂法熔粒速度ms4001502001500温度值12000300050004000典型涂层孔隙率11010151015典型结合强度mpa3070510102080100优点孔隙率低结合性好多用途基材温度低污设备简单工艺灵活成本低效率高污染低基材温度低孔隙率非常低结合性好基材温度低缺点成本较高孔隙率高结合性差对工件要预只应用于导电喷涂材料通常孔隙率较高成本高效率1953待喷涂表面的制备热喷涂的基本工艺流程图如图2所示工件表面制备201表面净化喷涂前首先须将待喷涂表面净化彻底清除附着在表面的油污油漆氧化物等显露出新鲜的金属表面
热喷涂的基本工艺流程图如图2所示
工件表面制备
喷
涂
表 表 表预
底
面面面
净 化
预 加 工
粗热 化
层
喷
喷后处理
涂
工
机封
作
械
层
加 工空
图2 热喷涂的基本工艺流程图
2021
19
1）表面净化
喷涂前，首先须将待喷涂表面净化，彻底清除附着在表面的油 污、油漆、氧化物等，显露出新鲜的金属表面。
2）表面预加工
表面预加工的主要目的是预留一定的喷涂层厚度。
镍合金中用作喷涂材料的主要为镍铬合金，这类合金具有非 常好的抗高温氧化性能，可在880℃高温下使用，是目前应用很 广的热阻材料。
2021
26
5） 钼
钼在喷涂中常作为结合底层材料使用，还可以用作摩擦表面的 减摩工作涂层，如活塞环、刹车片、铝合金气缸等。
6）碳钢和低合金钢
碳钢和低合金钢是广泛应用的电弧喷涂材料。它具有强度较高、 耐磨性好、价格低廉等特点。
热喷涂的基本工艺流程图如图2所示
工件表面制备
喷
涂
表 表 表预
底
面面面
净 化
预 加 工
粗热 化
层
喷
喷后处理
涂
工
机封
作
械
层
加 工空
图2 热喷涂的基本工艺流程图
2021
19
1）表面净化
喷涂前，首先须将待喷涂表面净化，彻底清除附着在表面的油 污、油漆、氧化物等，显露出新鲜的金属表面。
2）表面预加工
表面预加工的主要目的是预留一定的喷涂层厚度。
镍合金中用作喷涂材料的主要为镍铬合金，这类合金具有非 常好的抗高温氧化性能，可在880℃高温下使用，是目前应用很 广的热阻材料。
2021
26
5） 钼
钼在喷涂中常作为结合底层材料使用，还可以用作摩擦表面的 减摩工作涂层，如活塞环、刹车片、铝合金气缸等。
6）碳钢和低合金钢
碳钢和低合金钢是广泛应用的电弧喷涂材料。它具有强度较高、 耐磨性好、价格低廉等特点。
热喷涂技术讲义
特点：速度高而温度相对较低。密度可达99.9%，结合强度达70 Mpa 以上。残余应力小，甚至可以得到残余压应力，故可喷涂更厚的 涂层（最大厚度为12.7mm ）。同样适合喷涂含碳化物涂层。
缺点：燃料消耗大，喷涂效率比爆炸Байду номын сангаас涂高，但成本仍然比较高。
现代热喷涂枪
从上至下： 超音速火焰喷枪，
等离子喷枪， 火焰喷枪， 电弧喷枪
第二节 典型热喷涂简介
常用热喷涂的工艺分类
热喷涂工艺
燃烧法
电加热法
火焰喷涂 爆炸喷涂
电弧喷涂 等离子喷涂
线材火焰喷涂 粉末火焰喷涂 超音速火焰喷涂 大气等离子喷涂 低压等离子喷涂 感应等离子喷涂 水稳等离子喷涂
2.1 火焰喷涂
火焰喷涂的基本原理是通过乙炔、氧气喷嘴出口处 产生的火焰，将线材（棒材）或粉末材料加热熔化， 借助压缩空气使其雾化成微细颗粒，喷向经预先处理 的粗糙工件表面使之形成涂层。燃烧气体还可以用丙 烷、氢气或天然气等。
垂直喷射—事实上不可能
二、影响热喷涂涂层质量的主要因素
1. 喷涂工艺的影响 ①工艺方法：
火焰
等离子
电弧
爆炸
超音速
T ~3000℃ ~16000 ℃ 7400 ℃
5000 ℃ 2900 ℃
v 50-200m/s 350m/s
200m/s
720m/s
986m/s
②粉体在加热介质中的运行时间t----t↑，T↑
涂层的形成
二、涂层与基体间的结合强度
1 机械结合： 高速粒子—撞击—粒子微变形—咬合
可见，表面粗化有利于结合强度提高。
2 金属键结合： 当颗粒与基体表面达到原子间距时，会产生金 属键结合。----理论上的确存在，实际上作用极小
缺点：燃料消耗大，喷涂效率比爆炸Байду номын сангаас涂高，但成本仍然比较高。
现代热喷涂枪
从上至下： 超音速火焰喷枪，
等离子喷枪， 火焰喷枪， 电弧喷枪
第二节 典型热喷涂简介
常用热喷涂的工艺分类
热喷涂工艺
燃烧法
电加热法
火焰喷涂 爆炸喷涂
电弧喷涂 等离子喷涂
线材火焰喷涂 粉末火焰喷涂 超音速火焰喷涂 大气等离子喷涂 低压等离子喷涂 感应等离子喷涂 水稳等离子喷涂
2.1 火焰喷涂
火焰喷涂的基本原理是通过乙炔、氧气喷嘴出口处 产生的火焰，将线材（棒材）或粉末材料加热熔化， 借助压缩空气使其雾化成微细颗粒，喷向经预先处理 的粗糙工件表面使之形成涂层。燃烧气体还可以用丙 烷、氢气或天然气等。
垂直喷射—事实上不可能
二、影响热喷涂涂层质量的主要因素
1. 喷涂工艺的影响 ①工艺方法：
火焰
等离子
电弧
爆炸
超音速
T ~3000℃ ~16000 ℃ 7400 ℃
5000 ℃ 2900 ℃
v 50-200m/s 350m/s
200m/s
720m/s
986m/s
②粉体在加热介质中的运行时间t----t↑，T↑
涂层的形成
二、涂层与基体间的结合强度
1 机械结合： 高速粒子—撞击—粒子微变形—咬合
可见，表面粗化有利于结合强度提高。
2 金属键结合： 当颗粒与基体表面达到原子间距时，会产生金 属键结合。----理论上的确存在，实际上作用极小
热喷涂课程ppt
热喷涂技术
4、热喷涂技术特点
热喷涂技术在应用上已由制备装饰性涂层发展为
制备各种功能性涂层，如耐磨、抗蚀、抗氧化、
隔热、导电、绝缘、减摩、润滑、防辐射等涂层。
热喷涂既可用于修复，又可用于制造。由于涂层
材料的性能优于基体，用其对零件表面进行涂覆， 能使产品质量得到大幅度提高。
热喷涂技术
4、热喷涂技术特点
热喷涂技术
1、前言
定 义 ：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。
5、热喷涂材料涂层
3)物理-化学结合。物理-化学结合即指借 助于分子(原子)之间的范德华力将喷涂层 与基材结合在一起。化学结合是指涂层分 子与基材表面原子生成化学键而形成的结 合。例如在喷涂环氧树脂时，环氧树脂中 含有的羟基―(CH)－OH、醚键－(O)－和 环氧基被加热活化。当环氧树脂聚合物分 子与基材表面紧密接触时，这些极性基团 有利于与金属原子形成化学键并形成物理 吸附，从而获得一定的结合强度。
等离子喷涂设备总图
热喷涂技术
6、喷涂工艺流程
等离子喷涂的应用
轴类零件，钴碳化钨
辊套，氧化铝
氧化铝薄板上喷涂氧化锆
内孔专用等离子喷涂设备
热喷涂技术
6、喷涂工艺流程
等离子弧根据电源的不同接法可分为三类： (a) 非转移型等离子弧； (b) 转移型等离子弧；
热喷涂喷焊与堆焊PPT课件
热喷涂喷焊与堆焊
4 涂层形成过程
（1） 喷涂材料被加热到熔融状态。 （2） 喷涂材料被雾化成微小熔滴并高速撞击基体表面，撞击 基体的颗粒动能越大和冲击变形越大，形成的涂层结合越好。 （3） 熔融的高速粒子在冲击基材表面后发生变形，冷凝后形 成涂层。
热喷涂喷焊与堆焊
在涂层粉末熔化过程中，将材料参数及有关变量，如 热导率、熔化温度等，统一纳入到加热条件及气流动力学 方程中，可得到以下不等式。
• 残余应力： 致密涂层 > 疏松涂层 • 涂层应力大小可通过调整工艺参数而部分控制，
但更有效的方法是采用梯度过渡层缓和涂层应力
热喷涂喷焊与堆焊
减少涂层残余应力措施： （1） 减小涂层厚度； （2） 调整喷涂工艺参数； （3）采用较疏松涂层； （4） 采用梯度过渡层缓和涂层内应力
热喷涂喷焊与堆焊
8 涂层的结合强度
缺点：孔隙将降低涂层的硬度、耐磨性和耐蚀性。优点： 但孔隙可以储存润滑剂，提高涂层的隔热性能，减小内应力 并因此增加涂层厚度，提高涂层抗热震性能，提高涂层的可 磨耗性能。
热喷涂喷焊与堆焊
6 热喷涂中的相变
相对基体来说，熔滴尺寸非常小，冷却速 度可达10∧6 K/s,冷却后会形成非晶态或亚稳相， 完全不同于同样材料在轧制态或铸态的组织结 构。
热喷涂喷焊与堆焊
➢ 涂层是由无数变形粒子互相交错堆叠 在一起，形成一层堆积而成的层状结构。 ➢ 涂层性能具有方向性，垂直和 平行涂层方向上的性能不一致。 ➢ 涂层中伴有氧化物等夹杂，存 在部分孔隙，孔隙率4％－20％。
热喷涂喷焊与堆焊
涂层内有一定比例的孔隙，产生原因是： (1) 未熔化颗粒的低冲击功能； （1） 喷涂角度不同造成的遮蔽效应； （2） 凝固收缩和应力释放效应
4 涂层形成过程
（1） 喷涂材料被加热到熔融状态。 （2） 喷涂材料被雾化成微小熔滴并高速撞击基体表面，撞击 基体的颗粒动能越大和冲击变形越大，形成的涂层结合越好。 （3） 熔融的高速粒子在冲击基材表面后发生变形，冷凝后形 成涂层。
热喷涂喷焊与堆焊
在涂层粉末熔化过程中，将材料参数及有关变量，如 热导率、熔化温度等，统一纳入到加热条件及气流动力学 方程中，可得到以下不等式。
• 残余应力： 致密涂层 > 疏松涂层 • 涂层应力大小可通过调整工艺参数而部分控制，
但更有效的方法是采用梯度过渡层缓和涂层应力
热喷涂喷焊与堆焊
减少涂层残余应力措施： （1） 减小涂层厚度； （2） 调整喷涂工艺参数； （3）采用较疏松涂层； （4） 采用梯度过渡层缓和涂层内应力
热喷涂喷焊与堆焊
8 涂层的结合强度
缺点：孔隙将降低涂层的硬度、耐磨性和耐蚀性。优点： 但孔隙可以储存润滑剂，提高涂层的隔热性能，减小内应力 并因此增加涂层厚度，提高涂层抗热震性能，提高涂层的可 磨耗性能。
热喷涂喷焊与堆焊
6 热喷涂中的相变
相对基体来说，熔滴尺寸非常小，冷却速 度可达10∧6 K/s,冷却后会形成非晶态或亚稳相， 完全不同于同样材料在轧制态或铸态的组织结 构。
热喷涂喷焊与堆焊
➢ 涂层是由无数变形粒子互相交错堆叠 在一起，形成一层堆积而成的层状结构。 ➢ 涂层性能具有方向性，垂直和 平行涂层方向上的性能不一致。 ➢ 涂层中伴有氧化物等夹杂，存 在部分孔隙，孔隙率4％－20％。
热喷涂喷焊与堆焊
涂层内有一定比例的孔隙，产生原因是： (1) 未熔化颗粒的低冲击功能； （1） 喷涂角度不同造成的遮蔽效应； （2） 凝固收缩和应力释放效应
第六章 热喷涂技术
2013-8-5
25
第六章 热喷涂技术
热喷涂的特点之三
（3）工件受热少 例如氧--乙炔焰喷涂、等离子喷涂或爆 炸喷涂，工件受热程度均不超过250℃， 工件不会发生畸变，不改变工件的金相 组织。
2013-8-5
26
第六章 热喷涂技术
热喷涂的特点之四
（4）生产效率高 大多数工艺方法的生产率可达到每小时 喷涂数千克喷涂材料，有些工艺方法可 高达50kg／h以上。
2013-8-5 41
1.火焰喷涂
火焰喷涂设备简单，一枝喷枪。 喷枪主要由两部分组成：产生火焰的氧、 乙炔供给系统和供料（粉末或丝材）系统。
2013-8-5
42
1.火焰喷涂
喷枪
初期的火焰丝材喷枪 美国METCO的5P-Ⅱ粉末喷枪
2013-8-5
43
线、棒材喷涂都是将材料 从喷枪中心孔送出，由氧 的火焰将其熔化，通过压 缩空气将熔化的材料雾化 成微粒，并将其喷射到基 体表面沉积成为涂层。 特点：操作简单，设备运 转费用低，可手持操作。 材料：线材主要有 Zn,Al,Cu, Mo, Ti等及其 化合物，铝包镍，镍包铝， 金属包碳化物等复合线材; 棒材主要为Al2O3、 Al2O3 + TiO2及TiO2陶瓷 材料。
2013-8-5 45
火焰粉末喷涂过程中
爆炸喷涂技术产生于上世纪50年代中期，将燃气爆 炸技术引入热喷涂领域。其主要特点是涂层与基体 的结合强度高，涂层孔隙率小（小于0.5％），工件 受热小，涂层在制作过程中受空气污染小。
PT100型爆炸喷涂设备
2013-8-5 46
高速火焰喷涂是20世纪80年代初 期由美国开发的，由喷管出口处 燃烧的高温射流迅速膨胀，产生 了超音速火焰，焰流速度高，颗 粒熔化充分。该方法制备的涂层 与基体结合强度高，涂层致密， 孔隙率小于1％，并且涂层的残 余应力小。但是成本较高，限于 应用于一些关键部位制作上。 特点：所得涂层性能可与爆炸喷 涂相媲美，但其工作效率，工作 条件的可变范围更优越；成本较 高。 材料：最适宜喷涂碳化物基的粉 末。
第四章-热喷涂技术
2. 复合粉末
复合粉末是由两种或更多种金属和非金属（陶瓷、塑料、 非金属矿物）固体粉末混合而成。 按照复合粉末的结构，一般分为包覆型、非包覆型和烧结 型。
包覆型复合粉末的芯校被包覆材料完整地包覆着；
非包覆型粉末的芯核被包覆材料包覆程度是不均匀和不完 整的。
复合粉末结构示意图（Ni/Al为Ni包Al，余同）
7） 铅及铅合金喷涂丝
铅具有很好的防X射线辐射的性能，在原子能工业中广 泛用于防辐射涂层。 含锑和铜的铅合金丝材料的涂层具有耐磨和耐蚀等特性， 用于轴承、轴瓦和其他滑动摩擦部件的耐磨涂层。 但涂层较疏松，用于耐腐蚀时需经封闭处理。由于铅蒸 气对人体危害较大，喷涂时应加强防护措施。
8） 铜及铜合金喷涂丝
（6） 涂层与基体结合强度低。
15
4.2 热喷涂材料
4.2.1 热喷涂材料的分类和要求
根据热喷涂材料的不同形状，可以分为丝材、棒材、软线 和粉末四类，其中丝材和粉末材料使用较多。 根据喷涂材料的成分，可以分为金属、合金、陶瓷和塑料 喷涂材料四大类。
按涂层结构有纳米涂层材料、合金涂层材料、非晶态涂层 材料以及由这些材料复合构成的复合涂层材料。
5
2. 涂层的结构
涂层是由无数变形粒子互相交错堆叠 在一起，形成一层堆积而成的层状结构。 涂层性能具有方向性，垂直和 平行涂层方向上的性能不一致。
涂层中伴有氧化物等夹杂，存 在部分孔隙，孔隙率4％－20％。
6
Ni－Cr－B－Si火焰喷涂组织
涂层内有一定比例的孔隙，产生原因是：
（1） 喷涂角度不同造成的遮蔽效应； （2） 涂层材料凝固收缩时形成的空隙。 孔隙将降低涂层的硬度、耐磨性和耐蚀性。
11.热喷涂涂层PPT课件
从形式上看，热喷涂复合材料分为复合丝材和复 合粉末材料。
17
.
热喷涂无机涂层形成过程
无机涂层形成的大致过程是： 无机涂层材料经加热熔化和加速→撞击
基体→冷却凝固→形成无机涂层。 其中无机涂层材料的加热、加速和凝固
过程是三个最主要的方面。
18
.
பைடு நூலகம்
热喷涂无机涂层
无机涂层材料的熔化非常关键，一般希望所有无机涂层 材料都完全熔化并一直保持到撞击基体表面之前，并且 不末发的生熔挥化发过，程一 。些简S单(V的)2 模L126DP型2 可以描述热气流中固体粉
无机涂层材料的喷涂速度主要由焰流速度决定，同时也与 材料的粒度有关。喷涂材料在飞行速度最大时撞击基体的 颗粒动能与冲击变形最大，形成的无机涂层结合较好。因
此，调整喷嘴与工件的距离到最佳位置非常重要。
熔滴撞击基材后扩展成薄膜，撞击时的高速度有助于熔滴 的扩展，但会因为表面张力或凝固过程而停止扩展，并凝
对于铸铁件、多孔件和具有窄缝的工件内的油污，可采 用炉内加热或用火焰加热的方法，让油污流出燃烧。加 热温度为300~350℃，温度不宜过高，否则会使工件组织 发生变化或使工件变形。
将材料参数及有关变量，如热导率、熔化温度等，统一 纳入到加热条件及气流动力学方程中，可以得到不等式：
式中，S为粉末在焰流中的运动距离；λ为平均边界层的 热导率；ΔT为平均边界层的温度梯度；V为平均焰流速 度；μ为平均焰流粘度；L为粉末材料的熔化潜热；D为 粉末的平均直径；P为粉末密度。
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热喷涂工艺
熔化的喷涂材料被雾化：线材端部熔化形成的熔滴在外加压缩气 流或热源自身射流作用下脱离线材，并雾化成微细熔滴向前喷射：
粉末一般不存在熔粒被进一步破碎和雾化的过程，而是被气流或
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热喷涂无机涂层形成过程
无机涂层形成的大致过程是： 无机涂层材料经加热熔化和加速→撞击
基体→冷却凝固→形成无机涂层。 其中无机涂层材料的加热、加速和凝固
过程是三个最主要的方面。
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பைடு நூலகம்
热喷涂无机涂层
无机涂层材料的熔化非常关键，一般希望所有无机涂层 材料都完全熔化并一直保持到撞击基体表面之前，并且 不末发的生熔挥化发过，程一 。些简S单(V的)2 模L126DP型2 可以描述热气流中固体粉
无机涂层材料的喷涂速度主要由焰流速度决定，同时也与 材料的粒度有关。喷涂材料在飞行速度最大时撞击基体的 颗粒动能与冲击变形最大，形成的无机涂层结合较好。因
此，调整喷嘴与工件的距离到最佳位置非常重要。
熔滴撞击基材后扩展成薄膜，撞击时的高速度有助于熔滴 的扩展，但会因为表面张力或凝固过程而停止扩展，并凝
对于铸铁件、多孔件和具有窄缝的工件内的油污，可采 用炉内加热或用火焰加热的方法，让油污流出燃烧。加 热温度为300~350℃，温度不宜过高，否则会使工件组织 发生变化或使工件变形。
将材料参数及有关变量，如热导率、熔化温度等，统一 纳入到加热条件及气流动力学方程中，可以得到不等式：
式中，S为粉末在焰流中的运动距离；λ为平均边界层的 热导率；ΔT为平均边界层的温度梯度；V为平均焰流速 度；μ为平均焰流粘度；L为粉末材料的熔化潜热；D为 粉末的平均直径；P为粉末密度。
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热喷涂工艺
熔化的喷涂材料被雾化：线材端部熔化形成的熔滴在外加压缩气 流或热源自身射流作用下脱离线材，并雾化成微细熔滴向前喷射：
粉末一般不存在熔粒被进一步破碎和雾化的过程，而是被气流或
热喷涂技术原理及应用课件PPT
2. 孔隙度 粉末的球化程度越高和粉末的颗粒大小
通过喷涂方法的选择可以避免和减轻这一现象的发生。
对东喷方枪 明喷珠咀电部视分塔作钢适结当构变天热动线喷后喷，铝涂可涂用于层喷中涂塑不料可粉末避。免地存在着孔隙，孔隙度的大小与颗粒的温度和速度以及喷涂 例如，如果是陶瓷涂距层，离则和最好喷选涂用等角离度子喷等涂喷； 涂参数有关。一般来说，温度及速度都低的火焰喷涂和电弧喷涂涂 电Sp热la法t fo：rm高a频tio喷n:涂、层线材的电孔爆喷隙涂度都比较高，一般达到百分之几，甚至可达百分之十几。而高温的等离子喷涂 汽轮机、压缩机汽缸涂在长层期及的使高用速中其的中超分面音由速于微火振焰、热喷汽涂流腐涂蚀层及热则变孔形等隙而度发生较变低形状。、最面积低不可等及达深0浅.5各％异的以表下面破。坏，引起泄漏。
3) 熔粒与周围大气接触时间短：这可避免碳化物材料分解和脱碳； 4) 喷涂粉末细微，涂层光滑：粉末粒度为5-45μm，可获得表面光
滑的涂层； 5) 涂层致密，结合强度高：涂层的孔隙率可小于0.1%，结合力可大
于100N/mm2； 6) 气体耗量大、喷涂噪声大：目前喷枪所消耗的气体远大于一般火
焰喷涂； 7) 被广泛使用来制备碳化物（WC-Co、NiCr-Cr3C2）涂层和耐蚀
涂层断面形貌（层状结构）
7热喷涂的实际应用-钢结构防腐当中的应用
汽轮机、压缩机汽缸在长期的使用中其中分面由于微振、热汽流腐蚀及热变形等而发生变形状、面积不等及深浅各异的表面破坏，引起泄漏。
40mm 厚的热障陶瓷涂层，就能使金属零件表面的温度降低 200~300 ℃，并使热端部件免受燃气腐蚀和冲蚀。
它能把高温部件与高温燃气隔离开来，仅 0.
汽轮机、压缩机汽缸在长期的使用中其中分面由于微振、热汽流腐蚀及热变形等而发生变形状、面积不等及深浅各异的表面破坏，引起泄漏。
通过喷涂方法的选择可以避免和减轻这一现象的发生。
对东喷方枪 明喷珠咀电部视分塔作钢适结当构变天热动线喷后喷，铝涂可涂用于层喷中涂塑不料可粉末避。免地存在着孔隙，孔隙度的大小与颗粒的温度和速度以及喷涂 例如，如果是陶瓷涂距层，离则和最好喷选涂用等角离度子喷等涂喷； 涂参数有关。一般来说，温度及速度都低的火焰喷涂和电弧喷涂涂 电Sp热la法t fo：rm高a频tio喷n:涂、层线材的电孔爆喷隙涂度都比较高，一般达到百分之几，甚至可达百分之十几。而高温的等离子喷涂 汽轮机、压缩机汽缸涂在长层期及的使高用速中其的中超分面音由速于微火振焰、热喷汽涂流腐涂蚀层及热则变孔形等隙而度发生较变低形状。、最面积低不可等及达深0浅.5各％异的以表下面破。坏，引起泄漏。
3) 熔粒与周围大气接触时间短：这可避免碳化物材料分解和脱碳； 4) 喷涂粉末细微，涂层光滑：粉末粒度为5-45μm，可获得表面光
滑的涂层； 5) 涂层致密，结合强度高：涂层的孔隙率可小于0.1%，结合力可大
于100N/mm2； 6) 气体耗量大、喷涂噪声大：目前喷枪所消耗的气体远大于一般火
焰喷涂； 7) 被广泛使用来制备碳化物（WC-Co、NiCr-Cr3C2）涂层和耐蚀
涂层断面形貌（层状结构）
7热喷涂的实际应用-钢结构防腐当中的应用
汽轮机、压缩机汽缸在长期的使用中其中分面由于微振、热汽流腐蚀及热变形等而发生变形状、面积不等及深浅各异的表面破坏，引起泄漏。
40mm 厚的热障陶瓷涂层，就能使金属零件表面的温度降低 200~300 ℃，并使热端部件免受燃气腐蚀和冲蚀。
它能把高温部件与高温燃气隔离开来，仅 0.
汽轮机、压缩机汽缸在长期的使用中其中分面由于微振、热汽流腐蚀及热变形等而发生变形状、面积不等及深浅各异的表面破坏，引起泄漏。
热喷涂
（1） 调整喷涂工艺参数； （2）致密涂层的残余应力要比疏松涂层大； （3） 采用梯度过渡层缓和涂层内应力。
三、 热喷涂的分类和特点
热喷涂的分类
按照热源不同，热喷 涂技术主要包括
热喷涂特点
（2） 基材温度低（30 ～ 250 ℃），热影响区浅，变形小；
（3） 涂层厚度范围宽（0.1 ～ 5 mm），易控制 ； （4） 工效高 ；操作灵活，可在不同尺寸和形状的工件上喷涂； （5）加热效率低，浪费大， （6）喷涂材料利用率低， 操作环境较差。 （7）涂层与基体结合强度低，孔隙率较高，均匀性差 。
复合型粉末结构示意图
热喷涂材料
金属类 分 类 品 种 纯金属 合 金 Sn、Pb、Zn、A1、Cu、Ni、W、Mo、Ti 等 (1)Ni 基合金：Ni-Cr、Ni-Cu；(2)Co 基合金：CoCrW (3)MCrAlY 合金：NiCrAlY，CoCrAlY、FeCrAlY (4)不锈钢；(5)铁合金；(6)铜合金；(7)铝合金 (8)巴氏合金；(9)Triballoy 合金
后处理（封孔+加工）
1. 封孔处理的目的：
（1） 防止或阻止涂层界面处的腐蚀； （2） 提高抗氧化性； （3）延长涂层的寿命。
2. 磨光和精加工
热喷涂涂层表面一般比较粗糙，经过手工或者机械加 工的方法加工涂层的表面，可以获得所需要的表面粗 糙度和精度
常用封孔剂
表 6—3 常用封孔剂 类 型 封 孔 非干燥型 空气干燥型 烘烤型 催化型 无机封孔剂
热源参数：直接影响喷涂材料的熔化状况。
1.火焰喷涂取决于燃气和氧气的流量； 2.电弧喷涂的热功率由电弧电压和电流决定； 3.等离子弧取决于喷枪的输入功率、等离子气的种类、 流量和压力。
三、 热喷涂的分类和特点
热喷涂的分类
按照热源不同，热喷 涂技术主要包括
热喷涂特点
（2） 基材温度低（30 ～ 250 ℃），热影响区浅，变形小；
（3） 涂层厚度范围宽（0.1 ～ 5 mm），易控制 ； （4） 工效高 ；操作灵活，可在不同尺寸和形状的工件上喷涂； （5）加热效率低，浪费大， （6）喷涂材料利用率低， 操作环境较差。 （7）涂层与基体结合强度低，孔隙率较高，均匀性差 。
复合型粉末结构示意图
热喷涂材料
金属类 分 类 品 种 纯金属 合 金 Sn、Pb、Zn、A1、Cu、Ni、W、Mo、Ti 等 (1)Ni 基合金：Ni-Cr、Ni-Cu；(2)Co 基合金：CoCrW (3)MCrAlY 合金：NiCrAlY，CoCrAlY、FeCrAlY (4)不锈钢；(5)铁合金；(6)铜合金；(7)铝合金 (8)巴氏合金；(9)Triballoy 合金
后处理（封孔+加工）
1. 封孔处理的目的：
（1） 防止或阻止涂层界面处的腐蚀； （2） 提高抗氧化性； （3）延长涂层的寿命。
2. 磨光和精加工
热喷涂涂层表面一般比较粗糙，经过手工或者机械加 工的方法加工涂层的表面，可以获得所需要的表面粗 糙度和精度
常用封孔剂
表 6—3 常用封孔剂 类 型 封 孔 非干燥型 空气干燥型 烘烤型 催化型 无机封孔剂
热源参数：直接影响喷涂材料的熔化状况。
1.火焰喷涂取决于燃气和氧气的流量； 2.电弧喷涂的热功率由电弧电压和电流决定； 3.等离子弧取决于喷枪的输入功率、等离子气的种类、 流量和压力。
第五章 热喷涂技术.
热喷涂技术按照加热喷涂材料的 热源种类分为：
• • • • • • •
2018/11/23
火焰喷涂、 电弧喷涂、 高频喷涂、 等离子弧喷涂（超音速喷涂）、 爆炸喷涂、 激光喷涂和重熔、 电子束喷涂。
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2．热喷涂特点
（l）适用范围广。 • 涂层材料可以是金属和非金属（如聚乙烯、尼 龙等塑料，氧化物、氮化硅、氨化硼等陶瓷） 以及复合材料。 • 被喷涂工件也可以是金属和非金属（如木材）。
2018/11/23
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（2）机械加工法
• 对轴、套类零件表面的粗化处理，可采用挑扣、 开槽、滚花等简便切削加工方法，这样它可限制 涂层的收缩应力，增加涂层与基体表面的接触面 积，提高涂层与基体以及涂层间的结合强度。 • 对涂层结合力要求不高的轴类工件，可在要求修 复的区域内进行车螺纹和滚压处理，形成粗糙表 面，一般为每厘米10条纹左右。 • 需高结合力时，则可车20条左右。车削形状为 阶梯状，阶梯的尖角最好加工成圆角，喷涂后不 易产生缺陷。
2018/11/23 36
（7）铅及铅合金丝
• 铅具有很好的防X射线辐射的性能，在原子能 工业中广泛用于防辐射涂层。
• 含锑和铜的铅合金丝材料的涂层具有耐磨和耐蚀 等特性，用于轴承、轴瓦和其他滑动摩擦部件的 耐磨涂层。
• 但涂层较疏松，用于耐腐蚀时需经封闭处理。由 于铅蒸气对人体危害较大，喷涂时应加强防护措 施。
• 用复合粉末喷成的复合涂层可以把金属和塑料 或陶瓷结合起来，获得良好的综合性能。其他 方法难以达到。
2018/11/23 16
（2）工艺灵活
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等离子喷涂的工作气体： 最常用的有氮气、氩气， 此外，也可用氢气、氦气。 喷枪构造：阴极、喷嘴 (阳极)、进气道与气室、 送粉道、水冷密封与绝缘， 以及枪体组成。
阴极是电子发射源，选用熔点高和电子发射能力强 的材料制成，一般采用钨电极。喷嘴为阳极，通过其 孔道对电弧进行压缩而形成等离子弧。
五、热喷涂装置和设备 3.等离子喷涂装置
缺点：粉尘、烟雾大、噪声大。
三、热喷涂工序 1.表面预处理
（1）基体表面的清洗、脱脂：碱性溶液或丙酮、 汽油。
（2）基体表面氧化膜处理
（3）基体表面粗化处理：提高涂层与基体结合 强度（喷砂、机械加工如开槽、车螺纹、滚花等）
（4）基体表面预热处理：提高涂层与基体结合 强度
（5）非喷涂表面的保护
三、热喷涂工序 2.喷涂 （1）喷涂打底层：Mo、Ni-Cr、Ni-Cr-Al 等。厚度50-100微米。 （2）喷涂工作层璃等几乎所有固体材料。
喷涂层的性能：耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化、润 滑等。
喷涂层的厚度：0.5-5mm。
应用：宇航、国防、机械、冶金、石油、化工、 机车车辆、电力等部门。
如果将喷涂层再加热重熔，产生冶金结合，称为 喷熔。
一、热喷涂原理 1.涂层形成过程及形成原理
等离子弧是压缩电弧， 按接电的方法不同，等 离子弧有三种形式： ①非转移弧；正极接在 喷嘴上，工件不带电； ②转移弧：喷嘴不接电 源，工件接正极； ③联合弧：喷嘴、工件 均接正极。
五、热喷涂装置和设备 3.等离子喷涂装置
等离子弧和自由电弧 相比较，其弧柱细， 电流密度大，气体电 离度高，因此具有温 度高、能量集中、弧 稳定性好等特点。
四、热喷涂材料
（一）热喷涂线材：
(4)镍及镍合金主要用于耐蚀、耐磨、耐高温涂 层。
(5) 不锈钢丝主要用于防腐。
四、热喷涂材料
（二）热喷涂粉末：金属粉末、合金粉末、陶瓷 粉末、复合粉末
四、热喷涂材料
（三）塑料
塑料涂层材料目前应用最广的是热塑性塑料 （受热熔化或熔化冷却时凝固），如聚乙烯（聚酰 胺）及聚四氟乙烯和热固性塑料（树脂组成，受热 产生化学变化，固化成型），如环氧树脂，酚醛树 脂等。塑料粉末主要用于耐蚀及产品的装饰涂层。
五、热喷涂装置和设备 3.等离子喷涂装置
等离子喷涂设备示意图
二、热喷涂的种类和特点
1.热喷涂种类
根据涂层加热和结合方式分：喷涂和喷熔。
根据加热喷涂材料的热源种类分：火焰、电弧、 高频、等离子弧（超音速）、爆炸、激光（喷涂、 重熔）、电子束。
二、热喷涂的种类和特点
2.热喷涂特点
（1） 适用范围广。喷涂材料、工件材料。 （2） 工艺灵活。 （3） 喷涂厚度可调。几微米至几毫米。 （4） 工件受热影响小。基体变形小、组织、性 能变化小。 （5） 生产率高。
五、热喷涂装置和设备 1.氧-乙炔焰喷涂
气体火焰线材喷涂：
五、热喷涂装置和设备 1.氧-乙炔焰喷涂
气体火焰线材喷涂装置图：
五、热喷涂装置和设备 1.氧-乙炔焰喷涂
气体火焰粉末喷涂：
五、热喷涂装置和设备 1.氧-乙炔焰喷涂
气体火焰粉末喷涂装置图
五、热喷涂装置和设备 2.电弧线材喷涂
五、热喷涂装置和设备 3.等离子喷涂装置
3.激光重熔。
四、热喷涂材料
（一）热喷涂线材：
(1)锌及锌合金线材，主要用于大气及水中的防 腐蚀涂层。
(2)铝及铝合金线材，主要用于耐腐蚀或钢的抗 高温氧化涂层（工作温度可达800C）。
(3)铜及铜合金。纯铜丝用于电器开关和电子元 件的导电涂层以及塑像工艺品、水泥等建筑表面的 装饰涂层；黄铜丝主要修复磨损及加工超差工件， 也可做装饰涂层.
第三章 热喷涂技术
热喷涂是采用不同的热源，将喷涂材料加热至 熔融或半熔融状态，用高压气流将其雾化，并以一 定的速度喷射到经过预处理的工件表面，从而形成 附着牢固的表面层的加工方法。
热喷涂用的热源：气体或液体燃料、电弧、等 离子弧、激光等。
热喷涂材料：金属、合金、金属陶瓷、氧化物、 碳化物、塑料或复合材料。
涂层内部的结合：主要以机械结合为主。
一、热喷涂原理 4.涂层残余应力
涂层的外层受拉应力；基体有时也包括涂层的内 层则产生压应力。这种应力随涂层厚度的加大而 增加，最终导致涂层断裂或从基体上剥离。
降低残余应力的方法： （1）基体预热； （2）基体表面预处理：吹砂、开沟槽、车螺纹。
一、热喷涂原理 4.涂层残余应力
热喷涂过程：熔化---雾化---喷射---沉积
一、热喷涂原理 2.涂层结构 涂层的金相组织：层状结构，内有孔洞。
一、热喷涂原理 涂层性能：各向异性。重熔处理
一、热喷涂原理 3.涂层结合机理
涂层与基体的结合：结合力； 涂层内部的结合：内聚力。
涂层与基体的结合： 1）机械结合 2）冶金-化学结合： 3）物理结合：
阴极是电子发射源，选用熔点高和电子发射能力强 的材料制成，一般采用钨电极。喷嘴为阳极，通过其 孔道对电弧进行压缩而形成等离子弧。
五、热喷涂装置和设备 3.等离子喷涂装置
缺点：粉尘、烟雾大、噪声大。
三、热喷涂工序 1.表面预处理
（1）基体表面的清洗、脱脂：碱性溶液或丙酮、 汽油。
（2）基体表面氧化膜处理
（3）基体表面粗化处理：提高涂层与基体结合 强度（喷砂、机械加工如开槽、车螺纹、滚花等）
（4）基体表面预热处理：提高涂层与基体结合 强度
（5）非喷涂表面的保护
三、热喷涂工序 2.喷涂 （1）喷涂打底层：Mo、Ni-Cr、Ni-Cr-Al 等。厚度50-100微米。 （2）喷涂工作层璃等几乎所有固体材料。
喷涂层的性能：耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化、润 滑等。
喷涂层的厚度：0.5-5mm。
应用：宇航、国防、机械、冶金、石油、化工、 机车车辆、电力等部门。
如果将喷涂层再加热重熔，产生冶金结合，称为 喷熔。
一、热喷涂原理 1.涂层形成过程及形成原理
等离子弧是压缩电弧， 按接电的方法不同，等 离子弧有三种形式： ①非转移弧；正极接在 喷嘴上，工件不带电； ②转移弧：喷嘴不接电 源，工件接正极； ③联合弧：喷嘴、工件 均接正极。
五、热喷涂装置和设备 3.等离子喷涂装置
等离子弧和自由电弧 相比较，其弧柱细， 电流密度大，气体电 离度高，因此具有温 度高、能量集中、弧 稳定性好等特点。
四、热喷涂材料
（一）热喷涂线材：
(4)镍及镍合金主要用于耐蚀、耐磨、耐高温涂 层。
(5) 不锈钢丝主要用于防腐。
四、热喷涂材料
（二）热喷涂粉末：金属粉末、合金粉末、陶瓷 粉末、复合粉末
四、热喷涂材料
（三）塑料
塑料涂层材料目前应用最广的是热塑性塑料 （受热熔化或熔化冷却时凝固），如聚乙烯（聚酰 胺）及聚四氟乙烯和热固性塑料（树脂组成，受热 产生化学变化，固化成型），如环氧树脂，酚醛树 脂等。塑料粉末主要用于耐蚀及产品的装饰涂层。
五、热喷涂装置和设备 3.等离子喷涂装置
等离子喷涂设备示意图
二、热喷涂的种类和特点
1.热喷涂种类
根据涂层加热和结合方式分：喷涂和喷熔。
根据加热喷涂材料的热源种类分：火焰、电弧、 高频、等离子弧（超音速）、爆炸、激光（喷涂、 重熔）、电子束。
二、热喷涂的种类和特点
2.热喷涂特点
（1） 适用范围广。喷涂材料、工件材料。 （2） 工艺灵活。 （3） 喷涂厚度可调。几微米至几毫米。 （4） 工件受热影响小。基体变形小、组织、性 能变化小。 （5） 生产率高。
五、热喷涂装置和设备 1.氧-乙炔焰喷涂
气体火焰线材喷涂：
五、热喷涂装置和设备 1.氧-乙炔焰喷涂
气体火焰线材喷涂装置图：
五、热喷涂装置和设备 1.氧-乙炔焰喷涂
气体火焰粉末喷涂：
五、热喷涂装置和设备 1.氧-乙炔焰喷涂
气体火焰粉末喷涂装置图
五、热喷涂装置和设备 2.电弧线材喷涂
五、热喷涂装置和设备 3.等离子喷涂装置
3.激光重熔。
四、热喷涂材料
（一）热喷涂线材：
(1)锌及锌合金线材，主要用于大气及水中的防 腐蚀涂层。
(2)铝及铝合金线材，主要用于耐腐蚀或钢的抗 高温氧化涂层（工作温度可达800C）。
(3)铜及铜合金。纯铜丝用于电器开关和电子元 件的导电涂层以及塑像工艺品、水泥等建筑表面的 装饰涂层；黄铜丝主要修复磨损及加工超差工件， 也可做装饰涂层.
第三章 热喷涂技术
热喷涂是采用不同的热源，将喷涂材料加热至 熔融或半熔融状态，用高压气流将其雾化，并以一 定的速度喷射到经过预处理的工件表面，从而形成 附着牢固的表面层的加工方法。
热喷涂用的热源：气体或液体燃料、电弧、等 离子弧、激光等。
热喷涂材料：金属、合金、金属陶瓷、氧化物、 碳化物、塑料或复合材料。
涂层内部的结合：主要以机械结合为主。
一、热喷涂原理 4.涂层残余应力
涂层的外层受拉应力；基体有时也包括涂层的内 层则产生压应力。这种应力随涂层厚度的加大而 增加，最终导致涂层断裂或从基体上剥离。
降低残余应力的方法： （1）基体预热； （2）基体表面预处理：吹砂、开沟槽、车螺纹。
一、热喷涂原理 4.涂层残余应力
热喷涂过程：熔化---雾化---喷射---沉积
一、热喷涂原理 2.涂层结构 涂层的金相组织：层状结构，内有孔洞。
一、热喷涂原理 涂层性能：各向异性。重熔处理
一、热喷涂原理 3.涂层结合机理
涂层与基体的结合：结合力； 涂层内部的结合：内聚力。
涂层与基体的结合： 1）机械结合 2）冶金-化学结合： 3）物理结合：