熱噴涂技術(shù)及特點(diǎn)

小瑋

熱噴涂技術(shù)及特點(diǎn)
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,，對(duì)材料提出了更高的要求,，而且往往是要求材料兼?zhèn)涠喾N性能,，比如要求材料具備足夠強(qiáng)度的同時(shí),，還要求材料具備有耐腐蝕性,、耐磨性或耐熱性和隔熱性等等,。熱噴涂技術(shù)就是為適應(yīng)這些要求而逐步發(fā)展起來(lái)的,。
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8 c. d" h- O" z6 D9 Y; O- o. y熱噴涂技術(shù)是一種表面強(qiáng)化技術(shù),，它可以在普通材料表面形成具有特殊性能的涂層，獲得各種特殊性能的涂層,，從而使制品表面獲得各種特殊性能,。此外，由于機(jī)械零件在長(zhǎng)期運(yùn)行中磨損,、腐蝕,，或因加工超差等原因而造成許多貴重零部件報(bào)廢也可以通過(guò)熱噴涂技術(shù)方便、有效地予以修復(fù),。
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所謂熱噴涂,，就是利用各種高溫?zé)嵩矗瑢⒐腆w材料加熱至熔融或塑性狀態(tài),，并利用高速氣流作為載體,，將熔融或塑性狀態(tài)的微粒噴射到經(jīng)過(guò)預(yù)先處理的制品表面而形成涂層的過(guò)程。如果將所形成涂層（必須是自熔性合金材料）用熱源再進(jìn)行加熱熔化（或在噴涂的同時(shí)就將涂層再熔化）使之與基體的近表面形成牢固的冶金結(jié)合層,，這種工藝則稱為噴焊（或噴熔）,。目前一般將噴涂和噴焊兩種工藝統(tǒng)稱為“熱噴涂”，只有在具體施工時(shí)才指明采用噴涂法還是噴焊法,。

熱噴涂方法有多種,，按其使用的熱源來(lái)分,，有氣體燃焰噴涂、電弧噴涂,、高頻電熱噴涂,、等離子射流噴涂、爆炸噴涂等,，最近還出現(xiàn)了激光噴涂,。按噴涂材料的形態(tài)來(lái)分，有熔線式噴涂,、熔棒式噴涂和粉末噴涂,。其中氣體燃焰噴涂的材料可以是線材，也可以是棒材或粉末,，電弧噴涂和高頻噴涂均用金屬線材料,，而等離子噴涂和爆炸噴涂一般均用粉末材料，激光噴涂也是采用粉末材料,。
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9 s9 k! K8 {' Y8 ]我國(guó)目前應(yīng)用最廣的是氧－乙炔焰粉末噴涂,、氧－乙炔焰熔線噴涂（即金屬噴涂）、電弧噴涂和等離子射流噴涂（簡(jiǎn)稱等離子噴涂）,。
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無(wú)論那一種熱噴涂方法,，都是在材料表面形成一層所需功能的表面層。因此基于這點(diǎn),，熱噴涂技術(shù)也是一種表面處理技術(shù),。但它與其它表面處理技術(shù)相比，又有許多自身的特點(diǎn),，從而逐步形成一門(mén)獨(dú)立的應(yīng)用技術(shù),。熱噴涂技術(shù)的主要優(yōu)缺點(diǎn)如下：
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) W, n/ O/ a! A- l4 |1、熱噴涂法的優(yōu)點(diǎn)

  h8 O8 T, U: q+ O7 _2 L' N( Z" t（1）熱噴涂法的適應(yīng)范圍廣,，不僅適用于金屬制品,也適用于非金屬制品,，如陶瓷制品、水泥制品,、石膏制品,、塑料制品，甚至木材,、布匹,、紙張等，均能在其表面形成涂層,。
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（2）可以獲得種類繁多的涂層,。一般來(lái)說(shuō)，凡經(jīng)加熱能呈熔融狀態(tài)或塑性狀態(tài)的任何固體工程材料,，無(wú)論是金屬,、陶瓷、玻璃或塑材均可作為噴涂材料,，而且還可以根據(jù)需要將各種材料混合或制成復(fù)合材料,，使所得到的涂層滿足各類特殊要求。目前已經(jīng)能夠較方便地獲得耐磨（包括高硬度,、易磨削,、低摩擦的各種涂層）、耐腐蝕,、耐高溫,、隔熱、絕緣,、導(dǎo)電,、防輻射、密封等性能的涂層,。

3 f8 |& q  U/ m7 l+ J8 d（3）幾乎不受尺寸和幾何形狀的限制,，只要噴射束能到達(dá)的部位，都可以進(jìn)行噴涂,。

3 ?) v4 V, x- n6 Z  L, T, f（4）能形成比任何一種表面處理方法厚得多的涂層（當(dāng)然搪瓷,、搪玻璃也可獲得厚的表面層），其厚度可由0.05毫米至幾毫米,，有的材料則不限厚度,。

4 \& _' [  o; o+ o5 G  g/ y（5）操作方法簡(jiǎn)單（特別是氣體燃焰噴涂），大多可以在現(xiàn)場(chǎng)施工,。

" E  |4 Z6 @6 {2,、熱噴涂法的缺點(diǎn)

（1）由于涂層與基體主要是靠機(jī)械結(jié)合形式（噴焊工藝除外），所以其與基體表面的結(jié)合強(qiáng)度,，相對(duì)地較低于金屬熱處理,，涂層自身強(qiáng)度一般不可能達(dá)到基體金屬本身的強(qiáng)度。

（2）涂層存在一定的氣孔（噴焊工藝除外）,，這對(duì)于要求耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的環(huán)境是不利的,。但有試驗(yàn)表明，當(dāng)涂層厚度達(dá)到一定值時(shí),，（比如鎳包鋁材料的等離子噴涂層,，厚度達(dá)到0.3～0.5毫米以上時(shí)）其氣孔已被涂層自身封閉，成為非穿透性氣孔,。另外,，還可以對(duì)涂層進(jìn)行封孔處理。然而在某些情況下氣孔的存在正是我們所需要的,。例如作為隔熱涂層,、含油軸承和人造骨骼等,。

. @4 G  q8 J" I（3）某些噴涂方法（特別是等離子噴涂和噴焊工藝）要產(chǎn)生多種有害因素，因此在采用這類方法時(shí),，必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施,。
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應(yīng)當(dāng)指出，任何一種先進(jìn)技術(shù)都不是萬(wàn)能的,，必須根據(jù)工作條件分析其可行性,、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等諸因素來(lái)確定最佳方案,。

0 ]" ~' c0 q# K2 s6 x: v二,、 熱噴涂材料
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! d' e5 |$ m8 ]6 I（一）、金屬及其合金

  g  s/ l8 Z2 n6 t5 A! u* i金屬及合金是熱噴涂中應(yīng)用最廣,、種類最多的材料,。由于金屬大多具有延展性，所以它們既可制成粉末又可制成線材,。改變合金中元素的成分可以得到各種所需的物理性能和化學(xué)性能,。
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1、鋁,、鋅及合金

鋁和鋅以及它們的合金,，是應(yīng)用最早的熱噴涂材料，最初它們是用于熔線式噴涂,。粉末式噴涂方法出現(xiàn)后也有制成粉末材料出現(xiàn)的,。
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% I7 i6 C& m/ ]9 a  ~. B2 f* P鋁和鋅的電動(dòng)順序都在鐵之前，都是比鐵活潑的元素,，所以將它們廣泛用于鋼鐵構(gòu)件的防腐涂層,，既可耐大氣腐蝕、也可以作為犧牲陽(yáng)極,，對(duì)鋼鐵基體起到電化學(xué)保護(hù)作用,。國(guó)外通過(guò)對(duì)鋁涂層的海水浸漬試驗(yàn)，證明其耐海水腐蝕性能良好,，經(jīng)過(guò)6年海水浸漬的試樣,，幾乎未發(fā)現(xiàn)腐蝕。鋁和鋅涂層,，如再進(jìn)行封孔處理,，其耐腐蝕性能會(huì)有所提高。

2,、銅及銅合金
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高純度的銅可以制成導(dǎo)電涂層和美術(shù)裝飾涂層（比如用于雕塑制品的噴涂）,。在鋁青銅中加入少量鐵、鎳,、錳元素就具有很好的耐蝕性能,，特別是抗海水腐蝕能力很強(qiáng),，難熔于硫酸和鹽酸，但易溶于硝酸,，此外耐蝕疲勞性和耐磨性能也很好,。磷青銅具有很好的耐磨性，可用于軸承的耐磨涂層,，磷青銅涂層呈美麗的淡黃色,，所以也可用于裝飾性涂層,。

: C" F' O3 q# Z' p/ h6 C8 n, b0 O3,、鉬
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. ?1 u2 i6 f# W1 r9 Q, i1 Z噴涂用的鉬其純度在99.95％以上，既可是線材也可是粉末,。由于鉬與鋼鐵材料之間有良好的結(jié)合性能,，所以常用作打底層材料，鉬涂層還具有較好的耐磨性,，而且鉬還是耐熱濃鹽酸的唯一金屬,。

5 w  c1 k+ N5 ^) P4、鎳和鎳合金
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5 b. t4 B# w5 z4 g純鎳具有較好的耐腐蝕性能,，是耐熱濃堿液腐蝕最好金屬材料,，但不耐氧化性酸。

& |: d% G4 L6 W. `鎳鉻合金是目前使用極廣的耐磨,、耐腐蝕材料,，它們既具有良好的耐酸、耐堿性,、又具有良好的耐熱性,，其耐磨性隨鉻和碳量的增加而增加。
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- _! T0 q5 p4 }' Z鎳和銅以及少量其它元素的合金稱為蒙乃爾合金,，它具有良好的耐蝕性,、耐氧化性，對(duì)鹽水的耐蝕性和在中性或堿性鹽類溶液中的耐蝕性都很強(qiáng),，對(duì)于非強(qiáng)氧化性酸的耐蝕性也較好,，但與鐵接觸時(shí)容易產(chǎn)生腐蝕。
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5,、自熔性合金
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9 T( D9 G4 [  U* ?' M8 y' O自熔性合金是指在鐵基,、鎳基或鈷基中加入1.5％以上的硼、硅元素所形成的超合金,。加入硼,、硅后可降低熔點(diǎn)，增加流動(dòng)性,，同時(shí)同硼,、硅與氧的親合力比金屬成分與氧的親合力大,，熔化時(shí)它們分別與氧生成氧化硼和氧化硅，熔化后浮在涂層表面,，冷卻后便形成無(wú)孔的涂層,，而金屬成分則與基體表面形成冶金結(jié)合層。這就是上述的噴焊工藝所必須采用的材料,。
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8 x" N2 {( o6 g3 W自熔性合金的三種典型就是鐵鉻硼硅系列,、鎳鉻硼硅系列和鈷鉻鎢系列。

鐵基合金具有很好的耐磨性和一定的耐蝕性,，因其價(jià)廉而被廣泛用于一般機(jī)械零件的耐磨涂層和修復(fù)零件用,。其硬度范圍由含鉻量與含碳量而定，一般在HRC25～60或更高,。

. |# L5 E0 r& w4 `; a鎳基合金不僅具有良好的耐磨性,，還具有良好的耐腐蝕性和較好的紅硬性。廣泛用于既要求耐腐蝕,，又要求耐磨的零部件,。如閥門(mén)密封面，柱塞表面,，用于有腐蝕性介質(zhì)中的熱電偶導(dǎo)管以及要求耐腐蝕的化工容器等,。
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鈷基合金（司太立系合金）的最大特點(diǎn)是在高溫下的耐腐蝕性和耐磨性十分突出，抗氣蝕性能好,，因此可用于高溫排氣閥,、高溫高壓閥門(mén)、高溫模具,、汽輪機(jī)葉片等的修復(fù)或預(yù)保護(hù),。

7 b/ t# k+ X1 j  G6 ~, P8 }8 Y$ T自熔性合金是專為噴焊工藝生產(chǎn)的，但它們也可以直接用于噴涂工藝,，然而用于噴涂工藝的材料卻不一定能用于噴焊工藝,。
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金屬和合金的種類很多，不可能一一列舉,，選用時(shí)可參考有關(guān)材料手冊(cè),。
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' S5 e, q& W8 h( i9 W- v（二）、陶瓷材料
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陶瓷通常是指各種氧化物,、硼化物,、硅化物,、碳化物的總稱,，它們的熔點(diǎn)都很高，大多在2000℃以上，化學(xué)穩(wěn)定性良好,。其中氧化物應(yīng)用較多,，它們?cè)谘趸�性氣氛中有�?yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，熔點(diǎn)很高,，還具有很好的耐磨性和電絕緣性能,。因而多作為耐高溫、耐隔熱,、絕緣、耐磨,、耐腐蝕涂層。應(yīng)用較多的氧化物陶瓷有氧化鋁,、氧化鎂,、氧化鈦,、氧化鉻、氧化鋯等,。金屬碳化物的熔點(diǎn)比其化合物中金屬元素的熔點(diǎn)高，在高溫下有良好的機(jī)械性能,，所以適宜于耐熱涂層,。幾乎所有碳化物都是電和熱的良導(dǎo)體,。典型的碳化物是碳化鎢，它還具有很高的硬度,，因而有良好的耐磨性,，常用于機(jī)械密封和要求耐磨的軸頸等。其它陶瓷也都可作為熱噴涂材料,。所有陶瓷都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是材料沒(méi)有延展性,，硬而脆，因此不可能制成線材,，絕大多數(shù)是以粉末材料出現(xiàn)，也有將其制成棒材用于熔棒式噴涂的,。

: V/ R. q. D/ d, y8 z6 t（三） 、復(fù)合材料
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近幾年復(fù)合材料的發(fā)展很快,，所謂復(fù)合材料目前有二種形成。一種是包復(fù)型材料,，它們是在某種核心材料微粒的外表面用化學(xué)或其它方法再包裹一層它種材料而形成的,。被包裹材料一般都是金屬,，常用的包裹材料有鎳、鎳鉻合金,、鈷、銅等,。另一種復(fù)合材料是粘結(jié)型的,，即在一種微粒的外表面再粘結(jié)上它種材料,。這種材料制作工藝簡(jiǎn)單，成本低,，目前已有較好的產(chǎn)品,。

* X8 G1 W( {8 Y# ]; f' t復(fù)合材料的出現(xiàn),，大大增強(qiáng)了涂層的功能,，擴(kuò)大了熱噴涂的應(yīng)用范圍。目前國(guó)內(nèi)外的許多科研,、生產(chǎn)部門(mén)都在努力從事復(fù)合材料的科研工作。國(guó)內(nèi)已生產(chǎn)出了數(shù)十種復(fù)合粉,，供不同工藝要求選用。
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（四） 、塑料

用于熱噴涂的塑料是一些具有熱塑性和熱固性的材料,。不同塑料具有不同的耐化學(xué)腐蝕性能,，特別是耐酸、堿的腐蝕性能,。因而塑料早被廣泛用于化工防腐中。但塑料在被用作熱噴涂材料之前,，它是作為襯里材料使用,，或者直接將塑料制成容器,，但塑料的強(qiáng)度均比金屬低,，這就是限制了它的應(yīng)用,。
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由于塑料的熔點(diǎn)都很低,，因此不能用通常的熱噴涂方法形成涂層，否則會(huì)使它們分解或碳化,。長(zhǎng)誠(chéng)熱噴涂技術(shù)有限責(zé)任公司（原長(zhǎng)城噴涂技術(shù)研究所）近年來(lái)研制成功既能噴金屬又能噴塑料的多功能氣體燃焰粉末噴涂裝置，為將塑料涂層用于化工防腐開(kāi)辟了新的途徑,。
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  H+ g) B, g' t) V. I% Z' x典型的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯,、聚四氟乙烯和尼龍等,，典型的熱固性塑料有環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂等,。

7 a. J5 r7 w, f9 A+ z. m5 u. o三、熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用

. x( Y) \! {0 j（一）,、耐腐蝕涂層
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, f* }2 P4 a' f2 A9 [) P. c" [用氧乙炔焰或電弧進(jìn)行金屬線材的噴涂是化工行業(yè)應(yīng)用最早的熱噴涂技術(shù),。其中鋁和鋅已被廣泛用于一般鋼鐵構(gòu)件、管道,、水閘門(mén)、塔設(shè)備的防護(hù)涂層,，直至現(xiàn)今仍在采用，如果在這些涂層上面再涂刷一層封孔劑（一般是有機(jī)涂料）會(huì)使使用壽命大大提高,。這方面的成功經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)有許多介紹，這里不再重述,。

至于直接用于化學(xué)腐蝕介質(zhì)中的情況，目前各國(guó)還不多,。隨著等離子噴涂的出現(xiàn)，使涂層性能大大提高,，如結(jié)合強(qiáng)度的提高、氣孔率的降低都為熱噴涂的應(yīng)用創(chuàng)造了條件,。若在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行處理，那將使其耐腐蝕性能大為提高,。
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4 f( R$ X+ h! b& X% V: ~" j( b對(duì)涂層進(jìn)行重熔處理（即采用噴焊工藝）是有效的封孔方法，經(jīng)重熔處理后就形成無(wú)氣孔的涂層,，并與基體表面層形成冶金結(jié)合層,。一些單位對(duì)柱塞采用噴焊工藝，既提高了耐腐蝕性能又提高了耐磨性能,，使柱塞的壽命大大提高,。例如在三柱塞高壓注水泵柱塞上噴焊鎳基合金,，使壽命比原38CrMoAl離子氨化柱塞提高壽命 5～9倍,，而盤(pán)根壽命可提高 2～3倍，這一工藝已在一些油田普遍采用,，并取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益,。
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近年來(lái),，國(guó)內(nèi)外對(duì)耐熱腐蝕涂層的研究和應(yīng)用方面取得了很大的進(jìn)展，如CoCr-AlY涂層用于燃汽輪機(jī)葉片,，使之既保持一定的機(jī)械強(qiáng)度又具有抵御高溫腐蝕環(huán)境侵蝕的能力,。

- r& k) l9 x* f3 @6 w由于出現(xiàn)了能承受較高溫度條件的封孔劑（目前國(guó)外已有耐40℃環(huán)境的封蝕劑），使大面積化工容器采用熱噴涂技術(shù)成為現(xiàn)實(shí),。四川化機(jī)廠于1935年曾對(duì)幾種在酸堿交替腐蝕環(huán)境,，又需有較好導(dǎo)熱性的容器和攪拌器上噴涂了鎳基合金,，并用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行封孔，目前該設(shè)備正在使用中,。某單位在具有高溫腐蝕性氣體排氣鼓風(fēng)機(jī)的葉片上,，噴焊鎳基合金，其壽命比原來(lái)采用不銹鋼或高速鋼時(shí)提高4倍。

對(duì)于在液體腐蝕介質(zhì)中工作的設(shè)備和零件,，在選擇涂層材料時(shí)，不能因?yàn)閲娡苛四驮摲N介質(zhì)腐蝕的材料時(shí),，就認(rèn)為完全保險(xiǎn)了,，必須考慮到氣孔的存在,。如果涂層設(shè)計(jì)得較薄,，則氣孔可能成為穿透性的,，這時(shí)，如果涂層材料的電動(dòng)順序高于基體材料,，則由于液體的浸入構(gòu)成腐蝕電池反會(huì)加速基體材料的腐蝕。例如在鋼鐵材料表面噴涂鎳基合金,，如果不封孔就會(huì)加速鋼鐵的腐蝕。這點(diǎn)在進(jìn)行涂層設(shè)計(jì)時(shí)是非常重要的,。
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值得一提的是國(guó)外對(duì)工業(yè)鍋爐防腐涂層的研究與應(yīng)用已取得了實(shí)用性進(jìn)展。

8 w7 T/ ]& k+ e+ h" Y, I影響鍋爐腐蝕過(guò)程最重要的因素上燃料燃燒產(chǎn)物中的硫化物及鍋爐的操作壓力,。通常鍋爐水冷壁管的腐蝕速度每年高達(dá)3.5毫米,。美國(guó)METCO公司生產(chǎn)的METCO465復(fù)合粉（27.59％Cr,、2％Mo、6%Al,、余量Fe）,采用等離子噴涂,，涂層致密,，結(jié)合強(qiáng)度高，在鍋爐十分苛刻的工作條件下,，具有良好抗腐蝕性，每年僅 0.025毫米左右,，涂層厚度即使在0.25毫米時(shí)仍有較高的結(jié)合強(qiáng)度,。這種方法在美國(guó),、日本和加拿大得到廣泛使用，有二十多家有關(guān)公司采用 METCO465修復(fù)了大量的鍋爐,。
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美國(guó)TAFA公司用TAFA—LOY45CT（43%C,、4％Ti、余量Ni）進(jìn)行電弧噴涂,，經(jīng)受了 1008小時(shí)的模擬鍋爐工作環(huán)境考驗(yàn),，未發(fā)現(xiàn)明顯的氧化及硫化現(xiàn)象,。該公司自1984年7月以來(lái)，用電弧噴涂45CT合金線材,，已修復(fù)30座鍋爐，每座噴涂面在4.46米2與195米2之間,，涂層厚度0.38～0.61毫米,。到目前已檢查9座,，未發(fā)現(xiàn)脫落。涂層年損失量平均為0.025毫米,。
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瑞士Flasma Technik公司及MarchWood工程實(shí)驗(yàn)所,，對(duì)鍋爐防護(hù)已做了六年研究工作。他們強(qiáng)調(diào)不能單從施工費(fèi)用來(lái)選擇噴涂方法,，主要應(yīng)考慮如何在生產(chǎn)中始終如一地保證涂層衡量的最佳化及嚴(yán)密控制。為此他們認(rèn)為采用等離子噴涂最為適宜,；

（1）   針對(duì)鍋爐不同部位的要求，對(duì)噴涂材料可以廣泛選擇,；（2）噴涂參數(shù)可控,，涂層質(zhì)量穩(wěn)定；（3）噴涂過(guò)程中基體處于冷態(tài)。Flasma techmik公司采用NiCr合金（55％Ni,、50％Cr）進(jìn)行等離子噴涂,，涂層具有良好的結(jié)合強(qiáng)度和耐腐蝕性，年腐蝕速度為0.025毫米,，涂層厚度為0.5毫米,，這就意味著工作壽命超過(guò)十年。
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（2）   縱觀熱噴涂在鍋爐修復(fù)方面的進(jìn)展,，可以歸結(jié)如下：a,、熱噴涂修復(fù)鍋爐技術(shù)已日趨成熟，并進(jìn)行選擇,。b,、采用等離子噴涂或鎳（鉻）基合金為理想。
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許多非金屬材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,，如陶瓷,、塑料。許多陶瓷能耐強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿的腐蝕,；且耐高溫；但因涂層具有多孔性,，使其應(yīng)用受到限制,。如果環(huán)境溫度不太高，例如在300℃以下,，則可以采用封孔劑處理,。據(jù)了解，某單位采用陶瓷對(duì)鹽酸貯罐進(jìn)行噴涂并封孔,，使原來(lái)使用一月左右就被腐蝕損壞的容器壽命提高了許多倍,，至今還在使用中。
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; g! F: Z9 s" {2 ^3 Y9 z許多塑料也可以耐酸堿的腐蝕,，而且塑料涂層不存在氣孔問(wèn)題,，這使得塑料涂層工藝在化工防腐中大有開(kāi)發(fā)前途。由于對(duì)塑料粉末直接施用熱噴涂方法的實(shí)現(xiàn),，使大型化工容器和其它鋼鐵構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)噴塑防腐成為現(xiàn)實(shí),。長(zhǎng)誠(chéng)熱噴涂技術(shù)有限責(zé)任公司（原長(zhǎng)城噴涂技術(shù)研究所）研制的塑料熱噴涂裝置即將問(wèn)世，它將為化工防腐作出應(yīng)有的貢獻(xiàn),。
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7 l( E7 [5 r0 p（二）,、耐高溫、隔熱涂層
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1 \: ^# V/ U2 r! u在化工生產(chǎn)中,，高溫是其特點(diǎn)之一,；在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上高溫也是一個(gè)突出的條件；發(fā)電廠,、冶金廠等同樣常遇到高溫,。由于高溫同時(shí)就伴隨著材料在高溫下的氧化和其它腐蝕現(xiàn)象的加劇,。在高溫條件下工作的零件施加涂層的目的有二，一種是形成隔熱涂層（或稱熱障涂層）,，使材料實(shí)際工作溫度低于環(huán)境溫度,，從而保持材料的機(jī)械性能；另一種目的則是形成抗高溫氧化或腐蝕涂層而保護(hù)基體材料,。不過(guò)多數(shù)情況下兩種要求是兼而有之,。
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許多陶瓷就具有這些性能，因而被廣泛用于耐高溫的隔熱涂層,。其中氧化鋯具有較高的熔點(diǎn)（2800℃左右）和較低的導(dǎo)熱率,。
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  其次是氧化鋁。但因氧化鋯的晶格是不穩(wěn)定的,，將其加熱至1200℃以上時(shí)從單斜型變?yōu)榱⒎叫�,，冷卻到1000℃后又轉(zhuǎn)變?yōu)樾毙汀Ｋ�以稱為非穩(wěn)定型氧化鋯,，如果直接用于噴涂,，涂層在冷熱交替時(shí)就容易脫落。加入適量的穩(wěn)定劑,，如氧化鈣,、氧化鎂、氧化釔等,，就可以抑制相變使之成為穩(wěn)定的立方晶格,。

% x" t$ b& _  g" A! I! t2 A  氧化鋁的熔點(diǎn)低于氧化鋯，隔熱性能也稍差,，但因其價(jià)格便宜,，所以也常用于隔熱耐高溫涂層。氧化鋁有多種相變,，主要是以α-氧化鋁和γ-氧化鋁為代表,，其中α-氧化鋁是穩(wěn)定的，所以用于噴涂的應(yīng)為α-氧化鋁,。

+ D% p) @4 K" R, L& R  這些氧化物在高溫氧化氣氛中是穩(wěn)定的,，雖由于氣體的存在對(duì)隔熱有利，但氣體介質(zhì)可能通過(guò)氣孔而侵入基體,。如果基體材料不是抗氧化的,，則會(huì)因基體的氧化造成涂層的脫落，對(duì)此,，可在基體表面先噴一層鎳鉻耐熱合金作為中間層,，再噴涂隔熱層。采用中間層還有一個(gè)作用，即選擇與基體有更好結(jié)合能力的材料使之與基體先得到一層良好的結(jié)合層,，從而使工作層結(jié)合得更牢,。
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  目前,，國(guó)內(nèi)外都有將耐熱涂層用于高爐風(fēng)口和渣口的例子,。本溪鋼廠用Ni、Cr或鎳包鋁作為中間層噴涂Al2O3對(duì)銅基體的高爐風(fēng)口和渣口進(jìn)行等離子噴涂,，使風(fēng)口的消耗從渣口的消耗量從0.97個(gè)/萬(wàn)噸生鐵下降到0.38個(gè)/萬(wàn)噸生鐵,；渣口的消耗量從1978年普通渣口的5.98個(gè)/萬(wàn)噸生鐵下降到3.2個(gè) /萬(wàn)噸生鐵，隨著涂層質(zhì)量的提高,；到1981年消耗量為1.72個(gè)/萬(wàn)噸生鐵,。
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  四川化機(jī)廠從1976年起就開(kāi)始了氧化鋯涂層的試驗(yàn)與應(yīng)用，1978年起就開(kāi)始正式將其用于引進(jìn)大型化肥裝置中空氣混合器表面耐高溫隔熱涂層的修復(fù)和制造,，結(jié)束了從前完全依賴進(jìn)口的歷史�,，F(xiàn)在這種價(jià)值二十萬(wàn)元左右的部件，一般都在使用一,、二年后將其換下,，重新噴涂氧化鋯層后又繼續(xù)使用，全部換新的情況很少,。
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  熱噴涂層更多的是用于航空發(fā)動(dòng)機(jī),，我國(guó)航空工業(yè)已經(jīng)對(duì)涂層制訂了自己的部標(biāo)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
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$ l* I* Z4 O3 W) Z" l（三） ,、機(jī)械零部件的修復(fù)
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% `  |9 O5 Y( |- _. j1 o7 _熱噴涂技術(shù)近幾年來(lái)得到普遍推廣應(yīng)用,，很大部份便是用于機(jī)械零件的修復(fù)。由于它可以使已報(bào)廢的許多貴重零件得以新生,，并還可能提高使用壽命,，故能收到明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

無(wú)論那一個(gè)行業(yè),，凡用機(jī)器和設(shè)備的地方,，總不可避免的產(chǎn)生腐蝕、磨損現(xiàn)象,，以前也有一些修復(fù)辦法,，例如電鍍、補(bǔ)焊,。甚至干脆將軸頸磨小,，但這些方法都有一定的局限性。電鍍層的厚度是有限的,，而且還受到零件尺寸和形狀的限制,，鋼鐵零件多次電鍍還可能產(chǎn)生氫脆，造成嚴(yán)重后果；補(bǔ)焊的質(zhì)量很難保證,，一旦將基體燒損反會(huì)加劇其損壞程度,；磨小軸頸（指回轉(zhuǎn)件）可適用輕度磨損的情況，但需另配相應(yīng)的軸瓦,，但磨損嚴(yán)重時(shí)就難以采用了,，因?yàn)檩S如果磨削量太大會(huì)削弱其強(qiáng)度。鑒于以上情況,，采用熱噴涂法的適用性和靈活性就大多了,，這方面的成功的例子很多，無(wú)法一一列舉,。僅四川化機(jī)廠就已成功地為大型化肥廠和煉油廠等大中型企業(yè)修復(fù)了價(jià)值在三十萬(wàn)至上百萬(wàn)元的汽輪機(jī),、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸，均取得了良好的效果,，目前這些被修復(fù)的轉(zhuǎn)子均在正常運(yùn)行中,。
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（四） 、熱噴涂技術(shù)在其它方面的應(yīng)用

/ l7 \* j+ b# M5 {  V9 D" `熱噴涂技術(shù)不僅可以形成各種性能的涂層,，還可以用它來(lái)制備一些薄殼零件,，這種方法有的稱為噴鑄成形，它是在預(yù)先制好的金屬模外表噴上一層水溶性的材料,，再在其上噴涂所需的材料,，然后將水溶性涂層用水溶化、脫模就可得到薄殼制品,，有些制品還可以在爐中加熱燒結(jié)成致密的結(jié)構(gòu),。
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噴涂成形與粉末冶金相比，具有材料范圍廣（一般來(lái)說(shuō)只要能用于噴涂的材料均可）,；尺寸限制不大,，工具、模具費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),，但缺點(diǎn)是不適于批量生產(chǎn),。
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- P- m, N- w; K# F7 H3 s( \& D為了在普通材料的殼體內(nèi)表獲得耐磨或耐腐蝕性能，已有這樣的試驗(yàn),，即在鑄造蕊模上噴涂自熔性合金材料,，再在其外澆鑄普通材料，使涂層與澆鑄材料的近表面熔合而形成保護(hù)層,。
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$ |0 ^$ Y% `" ~, n4 y. w( r結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)前面對(duì)熱噴涂技術(shù)的論述以及列舉的應(yīng)用情況,，就足以表明熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用前景，目前之所以還沒(méi)有得到充分的應(yīng)用,，其原因是多種多樣的,，首先是還沒(méi)被更多的人們了解和掌握,，然而從熱噴涂技術(shù)本身來(lái)講則是應(yīng)進(jìn)一步提高和完善的問(wèn)題。由于這門(mén)技術(shù)還很年輕,，無(wú)論是噴涂工藝,，噴涂材料，噴涂設(shè)備都還在不斷的發(fā)展之中,。就目前的情況來(lái)講,，結(jié)合強(qiáng)度這個(gè)最為人們關(guān)心和擔(dān)心的問(wèn)題已不再是主要矛盾，但進(jìn)一步提高結(jié)合強(qiáng)度和其它性能指標(biāo)仍然是熱噴涂工作者今后需進(jìn)一步研究的課題之一,。提高涂層質(zhì)量不是單方面的問(wèn)題,，它本身就不能與工藝、材料,、裝備等分開(kāi)。

材料的成份是千變?nèi)f化的,，無(wú)論金屬及其合金,，陶瓷和塑料，材料的發(fā)展內(nèi)容都非常豐富,，新材料在不斷出現(xiàn),，特別是復(fù)合材料的發(fā)展尤為迅速。

噴涂裝備也在不斷地發(fā)展和更新,。高效率的熔線式噴涂設(shè)備的出現(xiàn)使得大面積的噴涂有了實(shí)際意義,，目前出現(xiàn)的一種超音速火焰噴涂槍使氣體燃焰粉末噴涂的質(zhì)量大為提高，使得等離子噴涂技術(shù)面臨挑戰(zhàn),。然而等離子噴涂設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn),，以計(jì)算機(jī)控制與以機(jī)械手操作的等離子噴涂系統(tǒng)，保證了涂層的穩(wěn)定性和可靠性,，而真空等離子噴涂系統(tǒng)的出現(xiàn)則使涂層的性能得到根本改善,。就目前國(guó)際動(dòng)向來(lái)看，等離子噴涂的研究和發(fā)展仍然保持領(lǐng)先地位,。
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無(wú)論是工藝,、材料和裝備的研究和發(fā)展，其目的都是為了更好地應(yīng)用,。自然,，隨著它們的發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更加擴(kuò)大,，應(yīng)用效果也會(huì)更加顯著,。