（一）熱噴涂工藝特點

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熱噴涂工藝選擇為了滿足零件使用要求的涂層，應(yīng)結(jié)合零件使用工況條件及各種涂層材料的成分、性能、工藝特點、涂層性能及適用的使用環(huán)境等綜合考慮，確定合適的噴涂材料，謹慎選擇噴涂工藝。

熱噴涂工藝方法較多，但每種方法都有其自身的優(yōu)點和局限性，從不同的角度進行熱噴涂工藝選擇，會得出不同結(jié)果。以高速火焰噴涂為例，當采用HVOF工藝噴涂金屬。合金、及金屬陶瓷類材料時，可獲得結(jié)合強度高（）70MPa）、致密度高（空隙率《1%）、氧化物含量少的高質(zhì)量涂層，但該工藝存在運行成本較高、對基本數(shù)人熱量較大、不能噴涂氧化物陶瓷等缺點。因此，在選擇熱噴涂工藝時，應(yīng)針對具體需求進行具體分析，下面分析從涂層性能、噴涂材料類型、噴涂經(jīng)濟性能及現(xiàn)場施工適應(yīng)性等四個方面進行分析。

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一、以涂層性能為出發(fā)點的選擇原則

1、噴涂性能要求不高、使用環(huán)境無特殊要求，且噴涂材料熔點低于2500℃，可選擇設(shè)備簡單、成本較低的氧-乙炔火焰噴噴涂工藝。如一般工件尺寸修復(fù)和常規(guī)表面防護等。

?2、噴涂性能要求較高。工況條件較惡劣的貴重或關(guān)鍵部件，可選用等離子噴涂工藝。相對于氧乙炔火焰噴涂來講，等離子噴涂的焰流溫度高，溶化充分，具有非氧化性，涂層結(jié)合強度高，空隙率低。

?3、涂層要求具有高結(jié)合強度、極低空隙率時，對金屬或金屬陶瓷涂層，可選用高速火焰（HVOF）噴涂工藝；對氧化物陶瓷涂層，可選用高速等離子噴涂工藝（如Plaz Jet等離子噴涂）。如果噴涂易氧化的金屬或金屬陶瓷，則必須選用可控氣氛或低壓等離子噴涂工藝，如 Ti、B4C等涂層。

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二、以噴涂材料類型為出發(fā)點的選擇原則

?1、噴涂金屬或合金材料，可優(yōu)先選擇電弧噴涂工藝。

?2、噴涂陶瓷材料，特別是氧化物陶瓷材料或熔點超過3000℃的碳化物、氮氧化物陶瓷材料時，應(yīng)選擇等離子噴涂工藝。

?3、噴涂氧化物涂層，特別是WC-Co、Cr3C2-NiCr類氮化物涂層，可選用高速火焰噴涂工藝，涂層可獲得良好的綜合性能。

?4、噴涂生物涂層時，宜選用可控氣氛或低壓等離子噴涂工藝。

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三、以涂層經(jīng)濟行為出發(fā)點的選擇原則

在噴涂原料成本差別不大的條件下，在所有熱噴涂工藝中，電弧噴涂的相對工藝成本最低，且該工藝具有噴涂效率高、涂層與基體饑結(jié)合強度較高、適合現(xiàn)場施工等特點，應(yīng)盡可能選用電弧噴涂工藝。

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四、以現(xiàn)場施工為出發(fā)點的選擇原則

以現(xiàn)場施工為出發(fā)點進行工藝選擇時，應(yīng)首選電弧噴涂，其次是火焰噴涂，便捷式HVOF及小功率等離子噴涂設(shè)備也可在現(xiàn)場進行噴涂施工。目前，還有人將等離子噴涂設(shè)備安裝在可以移動的機動車上，形成可移動的噴涂車間，從而???完成遠距離現(xiàn)場噴涂作業(yè)。

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（二）熱噴涂工藝流程

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熱噴涂生產(chǎn)一般包括3個基本工序—工件表面預(yù)處理、噴涂和涂層后處理，其基本工藝流程如圖所示。

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現(xiàn)將各工序的主要內(nèi)容簡述如下：

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1.工件表面預(yù)處理

為了使涂層和基體材料很好地結(jié)合以及滿足噴涂工藝的需求，基材表面必須進行預(yù)處理，包括表面預(yù)加工、凈化、粗糙化和黏結(jié)底層等幾個步驟。

?（1） 表面預(yù)加工是在噴涂之前對工件進行車削和磨削等表面加工，以清除工件上的原噴涂層、其他表面處理層（淬火層、滲碳層等）各種損傷和毛刺，修真表面的不均勻磨損，預(yù)留噴涂層厚度等，以保證合適的基體表面和共建噴涂后的尺寸精度。

?（2） 凈化處理目的是除去工件表面的所有污物，如油脂、油漆、銹跡和氧化皮及其他污 垢等。其中，有代表性的是油脂和銹跡，故簡單地說，凈化處理的關(guān)鍵是除油和除銹。除油的方法很多，主要的是溶劑清洗、水基清洗劑清洗，堿液（和酸液）清洗、電解清洗、乳化液清洗、超聲波清洗、超臨界二氧化碳清洗及加熱脫脂等；除銹的主要方法則有化學除銹、點化學除銹、火焰除銹、機械除銹（噴砂、滾光、手工及及機動工具除銹）等。

?（3） 粗化處理目的是増加涂層與基材間的接觸面，増大涂層與集采的機械咬合力，使凈化處理過的表面更加活化，以提高涂層與基材的結(jié)合強度，同時基材表面粗化還改 變涂層中的殘余應(yīng)力分布，對握高涂層的結(jié)合強度也是有利的。粗化處理的方法有噴砂、機械加工（如車螺紋、滾花）、電拉毛和宏觀粗化等，其中噴砂處理是最常用的粗化處理方法。

?（4） 黏結(jié)底層是在噴涂一些與基材粘結(jié)不好的涂層材料時，先選擇一種與集體材料粘結(jié)好的材料噴涂一層過渡層，以加強涂層與基體的結(jié)合。常用作黏結(jié)底層的材料有Mo、NiAl、NiCr及鋁青銅等,底層的厚度一般是0.08-0.18 μm。 Mo、NiAl、NiCr及鋁青銅等，底層的厚度一般是0.08-0.18 p m。凈化和粗化表面的方法很多，選擇應(yīng)根據(jù)基材的材質(zhì)、形狀。厚度、表面原始狀況和涂層的設(shè)計要求以及施工條件等因素而選擇。

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2. 預(yù)熱

預(yù)熱的目的是為了消除工件表面的水分，提高噴涂時涂層基體界面的溫度，減少基材與涂層材料的膨脹差異造成的殘余應(yīng)力，以避免由此導致的涂層開裂和改善涂層與基體結(jié)合強度。預(yù)熱溫度取決于工件的大小，形狀和材質(zhì)以及基材和涂層材料的熱膨脹系數(shù)等因素，一般控制在60?120°C范圍。其實預(yù)熱還不能算作一個獨立的工序，實際上它是噴涂的預(yù)備操作，有時也把它算入預(yù)處理之內(nèi)。

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3. 噴涂

這是整個熱噴涂工藝的主體和關(guān)鍵工序，其他的工序都是為保證此而進行的。噴涂的操作主要是選擇噴涂方法和噴涂參數(shù)。噴涂的方法有多種，而且目前還在發(fā)展，采用何種噴涂方法進行噴涂主要取決于選用的噴涂材料、工件的工況及對涂層質(zhì)量的要求。歹0如，噴涂陶瓷最好選用等離子噴涂；噴涂碳化物金屬陶逢層可采用高速火焰噴涂；若是噴涂塑料則只能采用火焰噴涂；而若要在戶外進行大面積防腐工程的噴涂的話，采用靈活高效的電弧噴涂或絲材火焰噴涂是較佳的選擇?？傊?，噴涂方法的選擇一般來說是多樣的，但多某種應(yīng)用來說中有—種方法是最好的。為獲得高質(zhì)量的涂層和扌是高噴涂效率，應(yīng)正確選擇和優(yōu)化噴涂條件，這就要針對涂層材料、盆腔性能和工件的具體而確定。

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4.涂層后處理

有些涂層在噴涂后不能直接使用，而須進行各種后續(xù)處理。例如，對用于防腐蝕的涂層要進夕封孔處理，以防止腐蝕介質(zhì)滲入涂層的孔隙而腐蝕基體；對有些承受沖擊磨損或高應(yīng)力載荷的逵層，要進行縱容處理，使其與基體的結(jié)合從以機械結(jié)合為主轉(zhuǎn)變?yōu)槠毡榈闹谓鸾Y(jié)合，已提高涂層的結(jié)合強度；又如，對有尺寸精度要求的涂層，要進行適當?shù)臋C械加工等。

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