热喷涂技术及陶瓷涂层的完美结合

Jan 06 2015 点击:557

      金属热喷涂技术是材料科学领域内表面工程学的重要组成部分,它是一种表面强化和表面改性的技术,通过在金属基体表面喷涂一层涂层使金属具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。热喷涂技术主要用于高温、耐磨、耐腐蚀等部件的预保护、功能涂层的制备及对失效部件的修复等。

      热喷涂工艺方法中应用较广泛的有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂和超音速喷涂技术。火焰喷涂是通过火焰喷枪实现的,喷枪通过气阀分别引入乙炔、氧气或压缩空气,乙炔和氧气混合后在喷嘴出口处产生燃烧火焰,引入的粉状或棒状涂材在火焰中被加热熔化后,在焰流的作用下形成雾状小液滴被喷射到基体表面形成涂层。电弧喷涂所用的两根线状材料涂层材料由送丝轮自动导入,当在两线状材料之间通过大电流时将产生电弧,线状材料在电弧的高温作用下迅速熔化,并由压缩空气作用成小液滴被喷射到基体表面形成涂层。等离子喷涂适用于粉状涂层材料,等离子喷枪将电能转化为热能,产生高温高速的等离子焰流,其等离子焰流温度可高达50000℃,能熔化所有的喷涂材料。爆炸喷涂是利用可燃性气体与氧气混合物点火爆炸提供的能量,将粉体喷射到基体表面而形成涂层。超音速火焰喷涂方法因具有很高的粒子撞击速度,使得涂层结合强度、硬度、致密性、耐磨性都得到了改善。

       大多数陶瓷材料具有离子键或共价键结构,键能高,原子间结合力强,表面自由能低,从而赋予了陶瓷材料高熔点、高刚度、高化学稳定性、高绝缘绝热能力、热膨胀系数小、摩擦系数小等特性; 但与金属材料相比,其塑性变形能力差、对应力集中和裂纹敏感。显然,用陶瓷作为机械结构材料,其可靠性比金属材料差,机械加工困难,成本高。然而,采用热喷涂技术,在金属基体上制备陶瓷涂层,能把金属材料的特点和陶瓷材料的特点有机地结合起来,获得复合材料结构。由于这种复合材料结构具有异常优越的综合性能,使得热喷涂技术迅速从高尖领域扩展应用到能源、交通、冶金、轻纺、石化、机械等民用工业领域。

(来自慧聪表面处理网)