热喷涂是一种表面强化技术,是表面工程技术的重要组成部分。它是指一系列过程,在这些过程中,细微而分散的涂层材料,以熔化或半熔化状态,沉积到经过制备的基体表面,形成喷涂沉积层。
涂层材料可以是粉状、带状、丝状或棒状。热喷涂枪由燃料气、电弧或等离子弧提供必需的热量,将热喷涂材料加热到塑态或熔态,再用高速气流使其雾化,以很高的飞行速度喷射到经过处理的工件表面。
使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、防微波辐射等特殊物理化学性能,可以在设备维修中修旧利废,延长零件使用寿命。
Flame Spray / O/F
使用氧-乙炔燃烧火焰作为热源,将金属丝或粉末加热至熔融状态,通过压缩空气喷射到基材表面。
小型机械零件修复、农用机械防护、一般防腐涂层
Arc Spray / AS
利用电弧高温熔化两根金属丝,通过压缩空气雾化并喷射到基材表面形成涂层。
大型钢结构防腐、桥梁船舶、锅炉管道修复
Plasma Spray / APS
利用非转移型等离子弧产生超高温(可达15000-20000°C),将材料完全熔融后高速喷射。
航空航天热障涂层、电子、燃气轮机、高端工业部件
HVOF
利用燃料气体与氧气燃烧产生超音速焰流,将粉末或丝材加速至超音速喷射形成涂层。
石油钻探设备、冶金轧辊、航空航天、化工泵阀
HVAF
使用压缩空气代替氧气作为助燃剂,火焰温度较低(低于2000°C),粒子喷射速度更高。
精密零部件、造纸机械、精密模具、阀门密封面
Cold Spray / CS
利用超音速气流(低温)将粉末粒子加速,在低于材料熔点的温度下实现粒子沉积。
镁铝合金防护、铜涂层修复、精密电子、航空复合材料
| 工艺类型 | 结合强度 | 孔隙率 | 适用温度 | 涂层硬度 | 成本 |
|---|---|---|---|---|---|
| 火焰喷涂 | 20-40 MPa | >10% | <300°C | 较低 | 低 |
| 电弧喷涂 | 30-50 MPa | 5-10% | <500°C | 中等 | 低 |
| 等离子喷涂 | 50-80 MPa | 2-5% | <1500°C | 高 | 中 |
| 超音速火焰喷涂(HVOF) | 70-100 MPa | <2% | <1000°C | 极高 | 高 |
| 超音速空气燃料(HVAF) | 80-120 MPa | <1% | <800°C | 极高 | 中 |
| 冷喷涂 | 70-100 MPa | <1% | <600°C | 高 | 高 |
显著提高零件表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性,大幅延长设备使用寿命
可喷涂金属、合金、陶瓷、塑料等多种材料,涂层厚度范围宽(0.05-5mm)
可用于零件修复和再制造,实现修旧利废,降低设备更新成本
喷涂沉积效率高,可实现自动化作业,适合批量生产和大面积施工
喷涂过程中基体温度低,不改变基体材料性能,热变形小
可处理各种形状和尺寸的零件,从精密部件到大型结构件均可应用
发动机热障涂层、叶片防护、起落架修复
钻杆防腐、阀门密封、管道防护
发动机部件、活塞环、凸轮轴
轧辊修复、输送辊道、齿轮防护
水轮机叶片、锅炉管道、风机防护
船体防腐、螺旋桨修复、海洋结构物
模具修复、轴承座、齿轮箱
精密零部件、半导体设备、医疗器械