热喷涂

热喷涂是利用由燃料气或电弧等提供的热量，经喷枪将丝(棒)状或粉末状喷涂材料加热到熔化或软化状态，并通过高速气流使其进一步雾化、加速，然后喷射到经过制备的工件表面而形成涂层的方法。

这种技术的特点是：①涂层和被喷涂的工件材料非常广泛，可作涂层材料的有金属及其合金、自熔合金粉末(包括镍基、钴基、铁基的自熔合金)、陶瓷材料(包括金属氧化物、碳化物、硼化物、氮化物和硅化物)、塑料及复合粉末，可被喷涂的工件材料有金属及其合金、陶瓷、塑料、石膏、木材、纸张等；②工艺灵活，施工对象可以小到10mm，大到像桥梁等大型构件，既可在真空或保护气氛下喷涂活性材料，也可在野外工作；③涂层厚度可以在几十微米到几毫米的较大范围内变化；④生产效率高，大多数工艺可达每小时数千克，有的甚至高达50kg；⑤受喷涂的工件受热程度低(喷熔和等离子弧粉末堆焊除外)，并且可以控制，因此可以避免工件因受热可能产生的各种损伤，如应力变形等；⑥与其他堆焊相比，火焰喷熔层和等离子弧粉末堆焊层的母材稀释率较低，有利于合金材料的利用；⑦可喷涂成形，即制造机械零件实体，方法是先在成形模表面形成涂层，然后用适当方法脱去成形模后，成为涂层成形制品；⑧涂层面积小时经济性差，对小零件进行喷涂或者所需涂层面积较小时，作为有用涂层结合在基体上的量占喷涂时消耗的喷涂材料的量较小，经济性差，在这种情况下改用电镀较适宜。

热喷涂的质量和涂层的性能受喷涂材料、喷涂方法及相关参数、被喷涂工件表面制备情况以及应用范围选择是否适当等因素的影响而有很大的差别。

由于涂层材料性能优异，工艺灵活，热喷涂技术除广泛应用于维修工作、加工工件不当的修复外，已直接在新产品设计中应用，并利用它开发出一些新材料、新涂层，如生物工程新材料，某些领域的压电陶瓷材料，非晶态材料，以及宇航技术中应用的防远红外、微波、激光等的功能性涂层，它作为一门高科技和综合应用技术已显示很大作用。可以预见，随着热喷涂技术的不断发展，它必将改变许多新产品的结构和设计，带来更大的经济和社会效益。

热喷涂方法的选用原则：

1) 热喷涂层适于作各种耐磨损表面(各种轴颈、轴承、轴瓦、导轨、滑座等摩擦面)、耐蚀表面(各种钢铁构件、塔架、盖板、油罐、船体等表面)和耐热表面(电站锅炉受热面、燃烧室内衬、火箭头部和喷管等)。不同喷涂方法所适用的喷涂材料及所获得的涂层性能有较大的差别，应根据工件的使用条件、技术要求进行具体分析去选择。

2) 对涂层的结合力要求不能很高。热喷涂层与基体的结合强度一般为5~100MPa。其中粉末火焰喷涂、普通电弧喷涂涂层的结合强度偏低，而气体爆炸喷涂、超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂涂层的结合强度较高。

3) 对涂层的致密性要求不能很高。热喷涂层的孔隙率一般为1%~15%。其中，气体爆炸喷涂、超音速火焰喷涂、低压等离子喷涂、超音速等离子喷涂涂层的孔隙率较低，而粉末火焰喷涂、普通电弧喷涂的孔隙率较高。对喷涂层进行封孔处理可减少孔隙的影响。

4) 热喷涂层的厚度一般为0.2~3mm，最大可达25mm；热喷涂对工件的材料一般不作要求；预热和喷涂过程中工件温度一般不超过250℃(温度可控)，工件的热处理状态不受影响，也不会产生变形。

5) 对大面积的金属喷涂施工最好采用电弧喷涂，对于批量大的工件最好采用自动喷涂。自动喷涂装置可自行制作或订购。

6) 不同热喷涂方法中，电弧喷涂、粉末火焰喷涂所用设备简单，成本低；而气体爆炸喷涂、低压等离子喷涂、超音速等离子喷涂等所用设备复杂，成本较高。应根据经济条件、场地面积、人员素质等情况综合考虑选择。