热喷涂知识
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热喷涂工艺
图3所示为目前各种类型的热喷涂工艺。各类工艺对应的喷涂粒子温度和速度如图4a和4b所示。每种工艺的具体参数详见附录1。
上述工艺中，前五种是基本的热喷涂工艺，已广泛应用于实际生产中，另外一种是新兴工艺，仍在起步阶段。粉末/丝材火焰喷涂、爆炸喷涂和超音速火焰喷涂（HVOF）这三种基本工艺都有燃烧步骤。等离喷涂和电弧喷涂是利用电能熔融喷涂材料。在这五种工艺中，高速火焰喷涂（HVOF）和爆炸喷涂可以制备具有超致密微观结构和高结合强度的涂层。低压等离子喷涂（LPPS）或真空等离子喷涂（VPS）也能获得高结合强度且相对致密不含氧的微观结构。“冷喷涂”是一种依靠高速度和动能获得能量源的新兴喷涂工艺，对热能要求不高。实际上它是一种固态工艺过程，也就是说，粒子在喷涂过程中不熔融。其粒子温度低于HVOF的粒子温度，但速度更高，能获得具有精细结构的涂层材料。
图4b是各种热喷涂材料相对应的粒子温度和速度的关系。这对于喷涂工艺参数和材料的优化至关重要。例如，高熔点、低热导率的金属氧化物陶瓷通常需要高焓值且不同颗粒温度下较低的火焰速度，以达到最佳性价比。碳化物陶瓷金属陶瓷则相反，所需粒子温度较低的而速度较高。这样能达到最佳的耐磨效果，使涂层中脱碳和脆性相的形成降至最低。在图4b中可以看到，其它类型的材料的粒子温度和速度介于金属氧化物陶瓷和碳化物金属陶瓷之间。
图3a 热喷涂工艺种类 (HVOF：超音速火焰（氧气）喷涂；HVLF：超音速液体燃料喷涂；HVAF：超音速火焰（空气）喷涂；APS：大气等离子喷涂；LPPS/LVPS：低压等离子喷涂/低真空等离子喷涂；CAPS：可控大气等离子喷涂）
上述工艺中，前五种是基本的热喷涂工艺，已广泛应用于实际生产中，另外一种是新兴工艺，仍在起步阶段。粉末/丝材火焰喷涂、爆炸喷涂和超音速火焰喷涂（HVOF）这三种基本工艺都有燃烧步骤。等离喷涂和电弧喷涂是利用电能熔融喷涂材料。在这五种工艺中，高速火焰喷涂（HVOF）和爆炸喷涂可以制备具有超致密微观结构和高结合强度的涂层。低压等离子喷涂（LPPS）或真空等离子喷涂（VPS）也能获得高结合强度且相对致密不含氧的微观结构。“冷喷涂”是一种依靠高速度和动能获得能量源的新兴喷涂工艺，对热能要求不高。实际上它是一种固态工艺过程，也就是说，粒子在喷涂过程中不熔融。其粒子温度低于HVOF的粒子温度，但速度更高，能获得具有精细结构的涂层材料。
图4a 不同工艺的粒子速度和温度对比
图4b是各种热喷涂材料相对应的粒子温度和速度的关系。这对于喷涂工艺参数和材料的优化至关重要。例如，高熔点、低热导率的金属氧化物陶瓷通常需要高焓值且不同颗粒温度下较低的火焰速度，以达到最佳性价比。碳化物陶瓷金属陶瓷则相反，所需粒子温度较低的而速度较高。这样能达到最佳的耐磨效果，使涂层中脱碳和脆性相的形成降至最低。在图4b中可以看到，其它类型的材料的粒子温度和速度介于金属氧化物陶瓷和碳化物金属陶瓷之间。
图4b 不同材料类型粒子速度和温度的关系