发动机气缸耐磨涂层热喷涂制备技术的发展现状

摘要实现汽车的节能减排，是整个汽车行业所面临的重大挑战。

减轻汽车的重量是实现这一宏伟目标的一条有效途径。

采用铝制发动机缸体，可以减轻汽车的重量，在其缸体内壁喷涂一层铁基涂层，可以增强铝制缸体的耐磨性。

本文采用电弧喷涂技术制备了三种铁基涂层：H08Mn2Si、4Cr13、65Mn。

通过金相显微镜和扫描电子显微镜分析了涂层组织特征。

这三种涂层材料均具有典型的层状涂层结构特征。

三种涂层中以等轴非等轴孔隙居多，缝隙装孔隙最少，且孔隙在空间中呈星形拓扑结构分布。

涂层孔隙对于液体的渗透性良好，通过模拟实验证明涂层在润滑条件的磨损状态下，能够一直保持油液的渗入。

利用MMU-5G型万能摩擦磨损试验机分别在浸油润滑和干摩擦条件下，测试了涂层材料的摩擦系数，分析了涂层的耐磨性及磨损方式。

试验结果表明：在所有磨损试验中，涂层磨损形式主要为磨粒磨损。

在干磨条件下，灰铸铁试样的摩擦系数最少，其中的石墨起到的润滑的作用，而铁基涂层中的孔隙无法发挥其减磨作用，导致摩擦系数高于灰铸铁。

在50N载荷浸油条件下，4Cr13涂层摩擦系数及耐磨性最好，孔隙起到了储油减磨的作用，三种涂层的摩擦性能均优于灰铸铁。

在200N载荷浸油条件下，4Cr13涂层摩擦系数及耐磨性依然优于灰铸铁且在三种涂层中最好，H08Mn2Si涂层的摩擦系数比50N载荷浸油条件下降低幅度最大，说明涂层的摩擦性能要从本身耐磨性与其各种减磨结构综合衡量。

关键字：热喷涂; 耐磨性; 发动机缸体AbstractTo realize the energy saving and emission reduction, is a major challenge facing the entire automotive industry. Reduce the weight of the car is an effective way to achieve this goal. Using aluminum engine block, can reduce the weight of the car, in the cylinder wall coating a layer of Fe based coating, can enhance the wear resistance of aluminum cylinder. This paper uses three kinds of Fe based coating by arc spraying technology system: H08Mn2Si, 4Cr13, 65Mn. The analysis of the microstructure of the coating by metallographic microscope and scanning electron microscope. These three kinds of coating materials have the typical characteristics of layered coating structure. Three kinds of coating with equiaxed non equiaxed pores are arranged, slit pores at least, and the pore space in a star topology. The pores of the coatings for liquid permeability good, wear condition through simulation experiments prove that coating on the lubrication condition, has been able to keep the oil infiltration. Universal friction and wear testing machine were soaked in oil lubrication and dry friction condition by using MMU-5G type, friction coefficient of the coating material were tested, analyzed the wear resistance and wear mode of coatings. The test results show that: in all wear test, the wear mechanisms are mainly abrasive wear. In dry friction condition, and the Fe based coating in the pores and unable to play its role in reducing wear, the friction coefficient is higher than that of gray cast iron. In the loading of 50N oil immersed conditions, friction coefficient and wear resistance of 4Cr13 coating is the best, the pore to reduce abrasion of oil, the friction properties of three kinds of coatings are better than that of grey cast iron. In the loading of 200N oil immersed conditions, the friction coefficient and wear resistance of 4Cr13 coating is better than the gray cast iron and the three kinds of coatings in the best, the friction coefficient of H08Mn2Si coating than 50N under the condition of oil immersed load decrease, the friction properties of the coating itself from the wear resistance and antifriction structure comprehensive measure.Keywords: thermal spraying; wear resistance; engine block目录摘要 (I)Abstract....................................................................................................................................... I I 第1章绪论 (1)1.1汽车发动机材料的发展 (1)1.2热喷涂技术 (1)1.3电弧喷涂技术 (2)1.3.1电弧喷涂技术的原理及特点 (2)1.3.2热喷涂技术的优点 (3)1.3.3热喷涂技术的缺点 (3)1.4发动机缸体喷涂技术 (4)第2章实验仪器、材料及方法 (5)2.1实验仪器 (5)2.2涂层材料 (5)2.3基体材料表面预处理 (6)2.4喷涂工艺 (6)2.5实验步骤 (8)第3章涂层的组织分析 (11)3.1 4Cr13涂层的组织形貌及物相分析 (11)3.2 08Mn2Si的组织形貌及物相分析 (11)3.3 65Mn涂层的组织形貌及物相分析 (12)第4章涂层硬度及磨损试验 (14)4.1涂层硬度 (14)4.2 涂层的磨损试验 (15)4.2.1实验设备 (15)4.2.2实验步骤 (16)4.2.3载荷50N下干摩擦10min (16)4.3.4载荷50N浸油磨损2小时 (18)4.3.5载荷200N浸油磨损2小时 (20)4.4 涂层横截面的观察 (22)4.5 小结 (22)第5章结论 (24)参考文献 (25)第1章绪论1.1汽车发动机材料的发展环境保护，能源消耗是如今的焦点问题。

我国热喷涂技术近期发展概况全国热喷涂协作组办公室（100044）刘广海、曾克里、宋希剑摘要本文叙述了热喷涂技术（包括设备、工艺、材料、科研等方面）在我国近期发展概况及应用特点和最新成就，并展望了该技术的推广应用前景。

关键词：热喷涂技术、发展、前景热喷涂技术在国民经济建设中所发挥的重大作用，越来越引起人们重视。

它作为表面技术一个重要组成部分，在国家“六五”至“九五”连续四个五年计划重点推广应用中取得了显著成绩，获得了重大经济效益。

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。

从去年10月在宁波举行的“第十五届全国热喷涂技术经验交流会”上国内外专家的专题报告以及宣读的论文中可以看出，我国热喷涂技术近期发展的概况及特点是：设备方面（喷枪）向高能、高速度方向发展；材料方面向系列化、标准化、商品化方向发展，以保证多功能高质量涂层的需要；工艺方面向机械化、自动化方向发展，如计算机控制、机械手操作等。

下面简要介绍如下：1. 热喷涂设备发展的新动向近期我国加快了设备研制和生产步伐，目前已形成了完整的研制和生产体系，除原有的20多个生产单位，单机品种可达100多个外，近几年来超音速喷涂、等离子喷涂、超音速电弧喷涂、冷喷涂、棒材及陶瓷软线喷涂方面都有很大进展，加之引进许多国外先进设备，使我国热喷涂设备发展达到了崭新阶段。

1.1等离子喷涂设备1.1.1超音速等离子喷涂设备国际上高能高速已成为热喷涂技术的发展方向，相继出现了爆炸喷涂（CD-GmsPrating）、超音速火焰喷涂（HVOF、HVAF）、低压等离子喷涂（LPPS）、以及超音速等离子喷涂（Plazjet）等技术。

这些技术都是通过大幅度提高喷涂粒子的速度来获得高质量涂层。

但上述设备都各自有不足之处，由美国Browning公司在1986年末推出的超音速等离子喷涂（Plazjet）具有设备投资少、材料来源广、涂层质量好、生产效率高等诸多优点。

装甲兵工程学院在引进美国PJS-80超音速等离子喷涂设备的基础上，自主设计开发高效能HEPJET超音速等离子喷涂枪，成功地研制了超音速等离子喷涂系统。

航空发动机涂层技术及应用航空发动机作为飞机的动力装置，其性能的良好与否直接影响到飞机的飞行安全和经济性。

发动机涂层技术是航空发动机制造领域的一个重要技术，它可以提高发动机部件的耐磨、耐高温和抗腐蚀能力，延长零部件的使用寿命，提高发动机的可靠性和性能。

本文将从航空发动机涂层技术的发展历程、常见涂层材料和应用领域等方面进行探讨。

发动机涂层技术的发展历程航空发动机涂层技术的发展经历了几个阶段。

最早期的航空发动机部件表面处理技术是喷涂润滑油或者热处理，这种方法不能满足发动机高温高速运行的要求。

20世纪50年代，航空发动机涂层技术开始进入实用化阶段，主要是采用金属热喷涂技术，喷涂材料主要是钼合金、钨合金等。

20世纪80年代，化学气相沉积技术进入到航空发动机涂层技术的应用领域，喷涂材料从传统的金属材料扩展到陶瓷复合材料、陶瓷膜材料等。

21世纪以来，由于航空发动机工作环境要求更加苛刻，对涂层材料的性能要求更加严格，因此不断有新的涂层技术和新的涂层材料得到应用。

总体来看，航空发动机涂层技术的发展历程经历了从金属热喷涂到陶瓷复合涂层再到功能梯度涂层等多个阶段。

常见涂层材料航空发动机涂层材料主要有金属涂层材料、陶瓷涂层材料和聚合物涂层材料。

金属涂层材料主要有钾钨合金、镍基合金、钛等。

金属涂层主要用于提高发动机部件的耐磨性和耐腐蚀性，例如喷涂在叶片表面可以提高叶片的抗氧化性能。

陶瓷涂层材料主要有氧化铝、氧化锆、氮化硅等。

陶瓷涂层主要用于提高发动机部件的耐高温性能，例如喷涂在燃烧室和涡轮喷嘴内表面可以提高这些部件的耐高温性能。

聚合物涂层材料主要有环氧树脂、聚苯乙烯等。

聚合物涂层主要用于提高发动机部件的摩擦和润滑性能，例如喷涂在轴承和齿轮表面可以提高这些部件的耐磨性。

涂层技术的应用领域航空发动机涂层技术的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面。

1. 发动机叶片和叶盘：涂层技术可以提高叶片和叶盘的抗高温、抗氧化和抗腐蚀能力，延长叶片和叶盘的使用寿命。

热喷涂技术论文(2)热喷涂技术论文篇二热喷涂技术的研究现状与发展趋势【摘要】热喷涂技术拥有着巨大的发展优势，且被广泛应用在工程领域方面。

综述了热喷涂技术的研究现状以及未来的发展趋势，主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等，并简洁了这些技术的研究发展趋势与实际应用。

【关键词】热喷涂技术;研究现状;发展趋势热喷涂技术是利用某种热源使得喷涂材料受热呈现熔融或者是半熔融状态，再将其喷射到需要涂敷的基体表面，从而可以形成一层比原基体材料涂层性能优异的涂层，使得工件的表面性能更加优异，或是使得工件形成一种或多种原基体材料不具备的表面性能膜状组织结构。

热喷涂涂层具有耐磨损、隔热以及耐高温等性能，并且能够实现对出现磨损、被腐蚀的零件以及因加工出现误差的零件进行必要的有效修复。

热喷涂技术是表面工程的重要组成部分，在工业与科学技术快速发展的今天，喷涂技术在航空航天、石油化工以及机械制造等众多的领域中应用广泛。

本文主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等，并简洁了这些技术的研究发展趋势与实际应用。

1 超音速火焰喷涂技术1.1 超音速火焰喷涂的发展超音速火焰喷涂(HVOF)是在上个世纪80年代初期由普通的火焰喷涂技术发展而来的一种新型的喷涂技术。

该项技术主要是以氢、丙烯、乙炔以及煤等作为燃料，以氧气作为助燃剂，在特殊的喷嘴中进行燃烧或者是在专门的燃烧室进行燃烧，形成温度高达2000℃-3000℃，速度快至2100m/s的超音速火焰，与此同时将各类粉末送进火焰中，使得粉末粒子呈现熔化或是半熔化状态，并高速运转撞击至基体表面从而在基体表面形成涂层，此类涂层比普通火焰喷涂的涂层更加结实紧密。

1982年在美国出现了第一代超音速火焰喷涂装置，随后超音速火焰喷涂技术得到了长足的发展。

1.2 超音速火焰喷涂原理超音速火焰喷涂以氢、丙烯、乙炔以及煤等作为燃料，利用氧气作为助燃剂，在特殊的喷嘴中进行燃烧或者是在专门的燃烧室进行燃烧产生的高温高速的火焰。

热喷涂技术应用与发展调研分析热喷涂技术是一种表面强化和修复的高温技术，通过将涂层材料加热至熔化状态并高速喷射到工件表面，形成一层致密的涂层，从而达到防腐、耐磨、隔热等表面处理目的。

本文将对热喷涂技术的应用领域、技术优势、发展趋势等方面进行调研分析。

热喷涂技术在各个领域都有广泛的应用，主要有以下几个方面：工业领域：热喷涂技术在工业领域的应用十分广泛，如石油化工、电力、制药等。

例如，在石油化工行业中，可以利用热喷涂技术对设备进行防腐处理，提高设备的耐用性和安全性。

汽车领域：汽车行业是热喷涂技术的重要应用领域，主要用于发动机、底盘、车身等部位的防腐、耐磨和隔热处理。

机械领域：机械设备在运转过程中会产生磨损和腐蚀，热喷涂技术可以为机械设备提供有效的表面保护。

例如，在矿冶设备中，利用热喷涂技术可以提高设备的耐磨性和耐腐蚀性。

高效：热喷涂技术可以快速高效地完成大面积表面处理，提高生产效率。

耐磨：热喷涂材料具有高硬度、高耐磨性等特点，可以延长设备的使用寿命。

防腐：热喷涂技术可以形成致密的涂层，有效防止腐蚀，提高设备的耐久性和安全性。

隔热：热喷涂技术可以形成一层隔热材料，有效降低设备表面的温度，提高设备的使用安全性。

经济：热喷涂技术成本较低，可以降低生产成本，提高经济效益。

随着科学技术的不断进步，热喷涂技术也在不断发展创新。

未来，热喷涂技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：新材料的应用：随着新材料的不断涌现，热喷涂技术的材料选择范围也越来越广，未来将会有更多新型、高性能的材料应用于热喷涂技术中。

高能束技术的应用：高能束流技术如激光、等离子等在热喷涂技术中的应用将更加广泛。

这些技术的应用可以提高热喷涂层的结合强度和致密性，进一步提高表面处理的质量和效率。

智能化技术的应用：智能化技术在热喷涂技术中的应用将成为未来的发展趋势。

通过引入机器人和自动化技术，可以实现热喷涂过程的自动化和智能化控制，提高生产效率和产品质量。

资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载热喷涂技术的发展和应用地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容表面工程学（论文）班级：材科101学生姓名：宋俊伟学号：201001524125指导教师：汤峰热喷涂技术的发展和应用【摘要】主要介绍了热喷涂的基本方法、设备、材料和涂层特性；以及当前的发展动态和应用情况；并简要介绍了应用研究的前景。

【关键词】热喷涂加工技术、加工原理、应用现状、发展前景。

引言热喷涂是一种迅速发展的表面强化新工艺新技术。

它采用专用设备，利用各种热源将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态，用高速气流将其吹成微小微粒并喷射到机件表面，形成覆盖涂层，以提高机件耐磨、耐蚀、耐热等性能。

热喷涂技术最早出现在上世纪早期的瑞士，随后在苏联、德国、日本、美困等圉得到了不断的发展，各种热喷涂设备的研制，新的热喷涂材料的开发，新技术的不断应用，使热喷涂涂层质量得到了不断的提高，并不断开拓新的应用领域。

目前，以火焰喷涂、超音速喷涂、电爆喷涂、电容放电喷涂、等离子喷涂为代表的热喷涂技术与设备，以及一系列喷涂喷焊粉末新材料，各种热喷涂技术趋于成熟，喷涂装置日益完善，不仅能喷金属、合金、陶瓷，还能喷涂塑料和复合材料。

近几年来电子计算机在等离子喷涂系统中的应用，使热喷涂技术达到了相当完善的地步，不仅使应用范嗣大为扩展，而且使涂层质量有了质的飞跃。

热喷涂技术不仅涉及到材料学、表面物理化学、流体力学、传热学、等离子物理等，还涉及到机械，计算机和新材料等学科，是一门交叉边缘学科。

热喷涂技术简介热喷涂技术是通过某种热源将某些材料表面加热至熔融或半熔融状态，然后喷射到涂敷的基体表面，形成一层性能优于原来基体的涂层，从而使原工件具有更加优异的表面性能，或者是使工件获得一种或几种原来基体材料不具备的表面性能膜状组织。

热喷涂技术市场分析报告1.引言文章1.1 概述部分的内容：热喷涂技术作为一种先进的表面涂覆技术，已经在工业领域得到了广泛的应用。

本报告旨在对热喷涂技术的市场进行深入分析，探讨其现状和发展趋势，以及市场竞争情况和未来发展的建议。

通过对热喷涂技术的介绍和工业应用的探讨，本报告将为相关行业的投资者、决策者和从业人员提供有益的参考和指导，促进热喷涂技术市场的健康发展。

文章结构部分的内容如下："1.2 文章结构"：本报告分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分包括对热喷涂技术的概述、文章结构的介绍、以及撰写本报告的目的。

正文部分包括热喷涂技术的介绍、在工业领域的应用以及市场现状的分析。

结论部分包括市场发展趋势的分析、市场竞争分析以及针对热喷涂技术市场的建议与展望。

通过对这些内容的详细论述，本报告将全面分析热喷涂技术在市场中的地位和发展趋势，为相关行业提供有益的参考和建议。

1.3 目的目的：本报告旨在对热喷涂技术市场进行深入分析，探讨其在工业领域的应用及市场现状。

通过对市场发展趋势和竞争分析的研究，旨在为相关企业提供合理的建议和展望，以促进热喷涂技术行业的健康发展和持续增长。

同时，本报告也旨在为行业内部和外部的相关人士提供有关热喷涂技术市场的详尽信息，从而为相关人员提供决策参考和战略规划。

1.4 总结通过本文的介绍，我们了解了热喷涂技术在工业领域的广泛应用和市场现状。

随着工业领域的不断发展和技术的不断进步，热喷涂技术的市场需求也在不断增长。

在市场发展趋势方面，热喷涂技术将会在更多领域得到应用，成为工业制造中不可或缺的一部分。

同时，市场竞争也将随之加剧，各家企业需要加强技术研发和市场营销，以保持竞争优势。

因此，我们建议相关企业应加大对热喷涂技术的研发投入，提高技术水平和产品质量，拓展市场渠道，以适应市场竞争的压力，抢占更多的市场份额。

同时，政府和行业协会也应加大对热喷涂技术的支持和鼓励，促进技术创新和产业发展，为行业的可持续发展提供更多的支持和保障。

摩托车发动机气缸体应用新型镍钴铁涂层技术的探讨目前，摩托车常用的硬铬电镀涂层工艺，因涂层硬度、光洁度高，在厚度为0.0127～0.02286mm时，成本较低；但当镀层厚度增加时，成本会增加几倍，而且这种工艺还有以下缺点：a）镀层粘接力不强：特别是与铸铁基材料（如球墨铸铁）粘接不牢，主要原因是电镀中存在严重的微裂。

虽然电镀工艺微裂有助于消除剩余应力，但微裂过分，特别是从表面至基体发生微裂，会导致电镀层与基体分离。

b）工艺控制困难：目前还难以通过工艺变量控制获得可依赖、可重复的电镀层，如铸件浸入到镀槽中时，会滤出铸铁影响电镀液的导电性。

c）生产率很低：一般厚度为0.0254mm的电镀层，施工时间长达1h。

d）要求大功率电源：一般645mm2的工件电镀，需要14～16W的电源。

e）难以完全遮蔽：由于电镀时工件须完全浸入到镀槽中，故局部不需电镀的工件表面也将被电镀，还需要再加工。

f）防浸蚀能力差：电镀工艺中镀层的微裂会使一些腐蚀性介质渗入到基体材料上。

g）电镀时：会在拐角或尖缘处形成小结，导致粘接不牢。

h）镀槽中的污染物：会影响电溶液的导电性及其它电镀工艺参数。

i）维护和处理电镀排液费用高。

1、热喷涂涂层由于硬铬电镀涂层存在上述缺点，从硬度、表面粗糙度、抗磨损、抗腐蚀及承温能力等方面对比看，高速氧燃料热喷涂涂层均优于硬铬电镀涂层，因此有可能会部分取代硬铬电镀涂层。

热喷涂涂层的涂层材料有88WC-12Co和75CrC-25NiCr两种，美国技术人员试验表明，这两种涂层材料与基体材料的粘接强度均超过10000PSi，耐磨能力更优于硬铬电镀涂层。

正确选择热喷涂涂层要遵循一定的原则，即工件的尺寸、涂层的厚度（是否超过0.0254mm）、涂层的功能（抗磨损）等，一般情况，提高大工件的抗磨损能力，用热喷涂涂层为宜。

如直径为200mm的印刷筒，要求电镀层厚0.25mm，如用硬铬电镀涂层的话，由于电镀层厚，需完全浸没该工件，电镀槽要足够大，时间长达12h，成本将增加，很不经济；而采用高速氧燃料热喷涂，工件固定在车床上匀速转动，喷涂枪由控制器控制，沿工件以一定的速度轴向移动（工件涂层尺寸偏差<0.05mm），加工快且成本低。

热喷涂涂层工艺的耐磨性与耐蚀性改进热喷涂涂层是一种常用的表面修复和改性材料技术，广泛应用于航空航天、能源、化工、机械制造等领域。

然而，由于工艺和材料的局限性，热喷涂涂层在耐磨性和耐蚀性方面存在一定的问题。

为了提高热喷涂涂层的耐磨性和耐蚀性，需要从工艺和材料两个方面入手进行改进。

首先，从工艺方面来说，热喷涂涂层的耐磨性和耐蚀性受到热喷涂工艺参数的影响。

例如，喷涂温度、喷涂速度、气体流量等参数的选择直接影响了涂层的致密性和附着力，从而影响耐磨性和耐蚀性。

因此，需要通过优化工艺参数，使涂层能够获得更高的致密性和附着力。

同时，还可以采用预处理技术来提高热喷涂涂层的耐磨性和耐蚀性。

例如，通过喷丸、化学处理和表面活性剂处理等方法，可以有效地清除表面的污染物和氧化层，提供更好的附着力和致密性。

此外，还可以采用多层涂层的方法，在基础涂层上覆盖保护涂层，进一步提高耐磨性和耐蚀性。

在材料方面，热喷涂涂层的材料选择至关重要。

常用的热喷涂涂层材料包括金属、陶瓷和聚合物等，各具特点，用途不同。

例如，金属涂层具有良好的导热性和导电性，适用于提高材料耐热性；陶瓷涂层具有优异的耐磨性和耐蚀性，适用于提高涂层的耐磨性和耐蚀性；聚合物涂层具有良好的耐化学性和耐热性，适用于提高涂层的耐蚀性和耐热性。

因此，根据具体应用需求，选择合适的热喷涂涂层材料是提高耐磨性和耐蚀性的关键。

此外，还可以采用复合涂层的方法，将不同性能的材料组合在一起，形成具有多种优点的涂层结构。

例如，可以在基础涂层上覆盖一层耐磨性较高的陶瓷涂层，形成高硬度的涂层；或者在表面涂覆一层具有耐蚀性的聚合物涂层，提高涂层的耐蚀性。

通过合理设计复合涂层结构，可以综合利用不同材料的优点，进一步提高热喷涂涂层的耐磨性和耐蚀性。

总结来说，提高热喷涂涂层的耐磨性和耐蚀性需要从工艺和材料两个方面入手。

通过优化工艺参数，采用预处理技术和合理选择涂层材料，可以提高涂层的致密性、附着力和耐磨性、耐蚀性。