【正文】 材 料 和 易氧 化 材 料 ， 使 用 時 應 注 意 。 在絲材火焰噴槍中，燃氣火焰主要用于線材的熔化，適宜于噴涂的金屬絲直徑一般為 ～ 。 它 是 把金 屬 線 以 一 定 的 速 度 送 進 噴 槍 里 ， 使 端 部 在 高 溫 火 焰中 熔 化 ， 隨 即 用 壓 縮 空 氣 把 其 霧 化 并 吹 走 ， 沉 積 在 預處 理 過 的 工 件 表 面 上 。 因為工作氣體等離子化后，是在低壓氣氛中邊膨脹體積邊噴出的，所以噴流速度是超音速的，而且非常適合于對氧化高度敏感的材料。 噴涂距離過大，粉粒的溫度和速度均將下降，結(jié)合力、氣孔、噴涂效率都會明顯下降；過小，會使基體溫升過高，基體和涂層氧化，影響涂層的結(jié)合。流量過高，則氣體會從等離子射流中帶走有用的熱，并使噴涂粒子的速度升高，減少了噴涂粒子在等離子火焰中的 “滯留 ”時間，導致粒子達不到變形所必要的半熔化或塑性狀態(tài)，結(jié)果是涂層粘接強度、密度和硬度都較差，沉積速率也會顯著降低；相反，則會使電弧電壓值不適當，并大大降低噴射粒子的速度。通常為全波硅整流裝置。 進行等粒子噴涂時，首先在陰極和陽極（噴嘴）之間產(chǎn)生一直流電弧，該電弧把導入的工作氣體加熱電離成高溫等離子體，并從噴嘴噴出，形成等離子焰，等離子焰的溫度很高，其中心溫度可達 30000176。這種情況正極接在噴嘴上，工件不帶電，在陰極和噴嘴的內(nèi)壁之間產(chǎn)生電弧，工作氣體通過陰極和噴嘴之間的電弧而被加熱，造成全部或部分電離，然后由噴嘴噴出形成等離子火焰 (或叫等離子射流 )。k 時，開始旋轉(zhuǎn)運動； 大于 10000176。 ? 18. 大型載重汽車曲軸：采用電弧噴涂或火焰噴涂方法，可以修復與強化各種曲軸。 ? 11. 除塵系統(tǒng)：噴涂、堆焊、粘貼陶瓷片等方法進行修復與強化。 ? 3. 高爐大料鐘： 采用鎳基碳化物噴熔或堆焊的方法進行修復，已在貴州六盤水鋼廠的到成功應用。 封閉層（漆層）按現(xiàn)行國家標準 JB/T 77061995 或 JB/T91881999 執(zhí)行 6. 涂層性能檢測方法 涂層檢測方法，按 GB/T 97931997 中具體規(guī)定檢測。 2. 電弧線材噴涂技術(shù)的發(fā)展與提高 熱噴涂鋅、鋁涂層，傳統(tǒng)的噴涂工藝是氧乙炔火焰絲材噴和電弧絲材噴涂，其電弧噴涂技術(shù)發(fā)展具有兩大特點：一是噴涂粒子速度的提高，二是噴涂絲材品種的增加和性能的改善，使這個傳統(tǒng)的噴涂工藝獲得了新生并發(fā)展壯 大。一般情況下，噴鋅涂層用于弱堿性條件下，如圖 3 所示。 由于熱噴涂時鋅或鋁呈熔融液滴噴射到經(jīng)過糙化處理的鋼鐵表面上，熔滴有較大的熱能，獲得比有機涂層更牢固的結(jié)合強度，而且耐磨不會老化，因而具有更長的保護周期。有效防護期一般可達 20~30 年，最長有效記錄國外已有 60 年之久的記錄。該工藝對粉末顆粒無熱影響，無氧化，制備的涂層性質(zhì)基本上與原料性質(zhì)相同。 （ 6）引進的 HVOF、 HVAF 以及高能等離子噴涂設備正在攻克鋼廠結(jié)晶管。所以熱噴涂技術(shù)的推廣應用在國民經(jīng)濟建設中越來越顯得重要。克服了陶瓷棒短不能連續(xù)送進的缺點。 該合金的推出將大大推動我國鋼鐵結(jié)構(gòu)件表面長效防護涂層工程的進展。結(jié)合我國國情，北京有色金屬研究總院等單位，近期研制成功了相當于 45CT的涂層材料，可供電弧噴涂，價格僅為進口的 1/3，有廣泛的推廣應用價值。在涂層結(jié)合強度、孔隙率、氧化物含量、沉積效率 、噴涂材料選擇、系統(tǒng)成本、運行成本等方面，相對火焰粉末噴涂、火焰絲噴、以及等離子噴涂、超音速噴涂（某些特定領域）具有相當優(yōu)勢，這些都歸功于絲材品種增加、性能提高的結(jié)果。北京礦冶研究總院、湖南先導等離子粉末公司等單位先后研制成功并批量生產(chǎn)復合型及燒結(jié)型 NiOr/Cr3C2 粉末材料，現(xiàn)已在航空、冶金、電力等方面廣泛應用?，F(xiàn)已用于軍工，有關(guān)工業(yè)部門 10 余噸，取得了重大經(jīng)濟效益。傳統(tǒng)的鎳包鋁粉末是一種包覆型復合粉末，其后發(fā)展的鋁包鎳粉末則是一種非包覆型粉末復合粉末。隨著熱噴涂技術(shù)的發(fā)展與提高，在原有的品種不斷改進提高的基礎上，為擴大熱噴涂技術(shù)應用領域，近期有以下新材料研制成功。十年前通過中俄熱噴涂企業(yè)引進到我國，在我國還是鮮為人知的新技術(shù)。為了解決這個問題，國內(nèi)已有人采用爐熔的工藝進行重熔強化處理。特別是該槍能噴涂 NiCr/Cr3C2 等粉末材料，目前已在 國內(nèi) 20 多個電廠鍋爐 “四管 ”上現(xiàn)場噴涂得到了成功應用。 超音速火焰噴涂裝置 目前從國外引進的超音速火焰噴涂裝置（ HVOF），（ HVAF）設備，其特點是粒子飛行速度高，涂層結(jié)合強度高，孔隙率低（一般小于 1％），據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)已從美國、德國、日本等國家進口近 30 臺，這些設備在航天、航空、冶金、電力等行業(yè)發(fā)揮著重要作用。 很明顯，氣穩(wěn)等離子弧適用于對噴涂質(zhì)量要求高、噴涂面積小、工藝精細的作業(yè)，噴涂材料一般較為特殊、價格較昂貴；而水穩(wěn)等離子噴涂則是用于大面積、高速率作業(yè)，尤其適用于批量噴涂氧化物材料，對于大量生產(chǎn)球形粉末材料也是最佳的選擇。 水穩(wěn)等離子噴涂設備 在氣穩(wěn)等離子噴涂占據(jù)著領導 地位的今天，水穩(wěn)等離子噴涂的出現(xiàn)為人們提供了一種互補的選擇。 等離子噴涂設備 超音速等離子噴涂設備 國際上高能高速已成為熱噴涂技術(shù)的發(fā)展方向，相繼出現(xiàn)了爆炸噴涂（ CDGmsPrating）、超音速火焰噴涂（ HVOF、 HVAF）、低壓等離子噴涂（ LPPS）、以及超音速等離子噴涂（ Plazjet）等技術(shù)。 關(guān)鍵詞：熱噴涂技術(shù)、發(fā)展、前景 熱噴涂技術(shù)在國民經(jīng)濟建設中所發(fā)揮的重大作用，越來越引起人們重視。 裝甲兵工程學院在引進美國 PJS80 超音速等離子噴涂設備的基礎上，自主設計開發(fā)高效能HEPJET 超音速等離子噴涂槍，成功地研制了超音速等離子噴涂系統(tǒng)。 當前工業(yè)上所采用的典型的水穩(wěn)等離子噴涂設備是捷克布拉格等離子物理研究所指導開發(fā)的 PAL160 型，其功率可達 120~200kW。 我國山西某單位已引進了水穩(wěn)等離設備，并已成功地噴涂了許多重要部件。合金、金屬陶瓷及陶瓷涂層。送粉率達 。為了達到人們這一愿望，廣州有色金屬研究院在工業(yè)用的燃燒器的基礎上，研制出一臺具有較大功率的燃氣火焰重熔裝置，它利用的燃氣為乙炔或丙烯，利用這臺裝置，對校直輥和拉矯輥等許多輥類進行了重熔處理，證明了這臺裝置安全可靠。軟線熱噴涂技術(shù)是中國發(fā)展陶瓷熱噴涂技術(shù)和熱噴涂材料技術(shù)的發(fā)展方向，是熱噴涂技術(shù)的新發(fā)展、新進步。 國內(nèi)外研究實驗表明：小于 100nm 的納米粉末不能直接用來進行熱噴涂。因而鎳鋁涂層不僅用作工作層，更多地用作許多材料的粘結(jié)底層。 該公司采用同樣方法生產(chǎn)的 Al2O3/TiB2 粉末，由于與 Al2O3 復合后，大大提高了 Al2O3 的耐磨性和抗高溫性，改善了其脆性提高了抗彎強度和耐熱沖擊性，應用十分廣泛。目前受到關(guān)注的是MCrAlY 涂層（其中 M 代表 Ni、 Co、 Fe 其中一種）。 這里僅舉鐵基 NiCr/Cr3C2粉芯絲材為例，其 Cr3C2 含量 35％左右，經(jīng)有關(guān)單位測試電弧噴涂層性能： 結(jié)合強度 ≥60MPa；涂層顯微硬度（換算成 HRC） ≥60； 涂層抗熱震性 800℃ ，經(jīng) 10 次熱沖擊無變化 表 2 NiCr/Cr3C2 粉芯材料涂層與相關(guān)材料比較 涂層性能 材料名稱 性能（ 750℃ 250 小時，增重 mg/cm3） NiCr/Cr3C2 粉芯材料涂層 102＃ 鍋爐鋼 200mg 45CT 600℃ 50 小時 10mg HVOF 噴涂 NiCr/Cr3C2 涂層（ 25/75） 從上表可以看出， NiCr/Cr3C2 粉芯絲噴涂電廠鍋爐管道其涂層性能僅次于 HVOF 法，但HVOF 價格昂貴，又不易于現(xiàn)場操作，粉芯絲材應用前景廣闊，特別是近期推出的 JCWT電弧噴涂粉芯絲材，外皮為低碳鋼帶粉芯為 TiB2Al2O3 復合陶瓷，其噴涂層硬度達 ，涂層中含 Al2O3 和 TiB2 陶瓷相，目前該絲已申報專利，可用于高溫耐磨，特別是沖蝕嚴重的零部件，如鍋爐管壁、風機葉片等。傳統(tǒng)的防腐方法就是涂刷油漆或各種防腐涂料，其耐蝕年限低，已經(jīng)不能滿足長效防護的要求。 軟線噴涂材料 過去耐高溫材料大多使用不銹鋼為主的各種金屬材料，耐高溫性能一般在 1000℃ 以下，當噴氣發(fā)動機、火箭、核能工業(yè)機械零件需要隨 1000℃ 以上的高溫材料時，則要求產(chǎn)生一種能取代金屬能夠承受更高溫度的新型材料。 軟線系統(tǒng)操作簡單，從點火到運轉(zhuǎn)，開始到停止是瞬間 的易于控制。采用上述兩種工藝，上海、江蘇、廣東、山東、四川、湖北等地已經(jīng)成功噴涂了連鑄機軋輥和爐底輥，噴涂 NiCr/Cr3C2涂層和 Al2O ZrO2 陶瓷涂層取得了良好效果，已有許多成功實例。 （ 9）鋅、鋁及其合金大面積長效防護涂層，已在國內(nèi)重大工程中應用，如新建的長江大橋水閘門、大型管道、煤礦井筒等大型工程應用已百余例。 目前國內(nèi)熱噴涂技術(shù)發(fā)展趨勢及特點 我國熱噴涂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀無論從 材料、設備、工藝、科研都提高很快，但與先進國家相比還有一定差距，但就發(fā)展趨勢和應用方面的特點與國外比也是相吻和的，下面現(xiàn)就世界熱噴涂產(chǎn)值所占份額及工藝應用的主要領域及典型件表中可以看出，我國近期的趨勢和特點。 1. 鋅、鋁及其合金涂層的防護機理 鋅、鋁涂層腐蝕速率 研究表明，鋼鐵件在大氣和水介質(zhì)中由于電化學腐蝕原因，在沒有保護的情況下，碳鋼的平均腐蝕速率比鋅高 5~20 倍，比鋁高 40~100 倍。 圖 2 噴涂鋁的活化現(xiàn)象 由于噴涂層存在一定孔隙，因此噴涂后采用低粘度涂料，對涂層進行封孔處理并加一、二道面漆，成為以金屬為基礎的復合涂層，將進一步顯著提高涂層防蝕能力，延長防護周期。上海地區(qū)雨水污染見表 3 (mg/L) SO4 Cl NO3 NH4 H+ 1981 1982 表 3 上海地區(qū)雨水污染情況 鋅 /鋁（ 85/15）涂層的特性 隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，在戶外服役的大型鋼鐵結(jié)構(gòu)件如：鐵塔、橋梁、水閘門、地下電纜支架等，都需要長效防護。超音速電弧噴涂其粒子飛行速度可大于 380 米／秒，涂層結(jié)合強度高，孔隙率低。可以使報廢了的零部件 “起死回生 ”，使新的零部件 “益壽延年 ”，從而實現(xiàn)節(jié)約能源、節(jié)約材料的目的。 ? 6. 各種導衛(wèi)：鋼廠各種導衛(wèi)板、導衛(wèi)輪，采用二氧化碳氣保焊或氧乙炔火焰噴焊工藝，噴焊 NiCrBSi＋ 35%WC 或超音速噴涂陶瓷涂層，在許多鋼廠得到成 功應用。 ? 13. 焦化廠息焦車、脫硫塔：采用電弧噴涂超低碳（ 316L）不銹鋼等材料，可解決腐蝕問題，提高使用壽命。 等粒子噴涂技術(shù)是繼火焰噴涂之后大力發(fā)展起來的一種新型多用途的精密噴涂方法，它具有： ① 超高溫特性，便于進行 高熔點材料的噴涂。離子、自由電子、未電離的原子的動能接近于熱平衡。這種情況噴嘴不接電源，工件接正極，電弧飛越噴槍的陰極和陽極（工件）之間，工作氣體圍繞著電弧送入 ，然后從噴嘴噴出。k。 ⑤ 供氣系統(tǒng)：包括工作氣和送粉氣的供給系統(tǒng)。此外還可能使噴嘴和電極燒蝕。該角小于 45 度時，由于 “陰影效應 ”的影響，涂層結(jié)構(gòu)會惡化形成空穴，導致涂層疏松。 熱噴涂方法分類及工藝原理 5 . 3 . 1 熱 噴 涂 分 類 方 法 作 為 新 型 的 實 用 工 程 技 術(shù) 目 前 尚 無 標 準 的 分 類 方法 ， 一 般 按 照 熱 源 的 種 類 ， 噴 涂 材 料 的 形 態(tài) 及 涂 層 的功 能 來 分 。噴涂源為噴嘴，金屬絲穿過噴嘴中心，通過圍繞噴嘴和氣罩形成的環(huán)形火焰中，金屬絲的尖端連續(xù)地被加熱到其熔點。圖 5－ 3 和圖 5－ 4 分別為為粉末火焰噴涂裝置和原理示意圖。圖 5 － 5 為 爆 炸 噴 槍 示 意 圖 圖 5 － 5 爆炸噴涂原理圖 爆 炸 涂 層 形 成 的 基 本 特 征 ， 一 般 認 為 仍 然 是 高 速 熔融 粒 子 碰 撞 基 體 的 結(jié) 果 。 在國內(nèi) , 武 漢 材 料 保 護 研 究 所 , 北 京 鋼 鐵 研 究 總 院 , 北京 鈦 得 新 工 藝 材 料 有 限 公 司 等 也 在 進 行 這 方 面 研 究 , 并生 產(chǎn) 出 有 自 己 特 色 的 超 音 速 噴 涂 裝 置 。 1)dv/v 其中： S― 管 器 截 面 積 ； Ｍ＝ v/v 聲 （ 馬 赫數(shù)）； V －流體速度 由 式 中 我 們 看 出 ： 當 V v 聲 ， 即 Ｍ 1 時 ， 則 dv 與 ds 符 號 相 同 , 即 隨 管道截面積變大 (ds 為正 ) 時 , 流 體 速 度 也 增 大 . 當 V v 聲 ， 即 Ｍ 1 時 ， 則 dv 與 ds 符 號 相 反 , 即 隨 管器截面積變小 (ds 為 負 ） 時 , 流 體 速 度 亦 增 大 . 所以 , 只 要 管 子 設 計 合 理 , 則 流 體 在 速 度 低 時 , 只 要 經(jīng)過足夠壓縮 , 即 可 在 管 器 某 一 截 面 ( 如 A B ) 達到聲速 , 過了這一截面后 , 將 獲 得 超 音 速 。 ⑨ 噪音大（大于 1 2 0 d B ） ， 需 有