热喷涂材料的选择原则

选择原则

1)应满足涂层性能要求，并兼顾工艺性和经济性。例如:钴基合金性能优越，但国内资源比较缺乏，宜少用。我国镍资源比较丰富，可考虑多用些镍基合金。但镍基合金价格比较昂贵，因而在满足使用要求的情况下尽量采用铁基合金。铁基合金的工艺性较差，施工时应确保质量

2)应与工艺方法的选择相适应。不同的喷涂方法所适用的喷涂材料范围并不一样。例如，某些高熔点合金或陶瓷的喷涂需要用较高温度的火焰或较高能量密度的能源；某些需要防止合金元素氧化、烧蚀的重要涂层需要在低真空或有保护气氛的环境下才能获得；大面积构件的防护性Zn、Al及其合金的喷涂采用电弧喷涂方法具有较高的喷涂效率和经济性；一些塑料的喷涂应选用特殊设计的喷枪并在较低温度的火焰下进行。总的来讲，要求高性能的重要涂层必须使用满足要求的喷涂材料及与之适应的喷涂方法和喷涂设备，而使用一般材料即可符合要求的涂层则应以获得最大经济效益为准则

3)复合材料的选择。当单一材料涂层不能满足工件的使用要求时，可考虑使用复合涂层，以达到与基体材料的牢固结合，并发挥不同涂层之间的协同效应。如使用具有高耐磨和抗高温氧化性能的陶瓷涂层(如Al₂O₃、ZrO₂、ZrO₂-Y₂O₃等)时，为了解决陶瓷与基体金属物理或化学的不相容性，克服两者不能结合或结合力不高的弊病，可在陶瓷表层与基体间引入一层或多层中间层，如第一层(底层)可以是Ni-Cr、Ni/Al、Mo、W、NiCrAlY等，第一层至陶瓷表层间还可加入二层至数层成分含量不同的梯度过渡层，其成分由以底层为主表层为辅过渡到以表层为主底层为辅

不同涂层的喷涂材料选择可参考表涂层类别、特性及其喷涂材料的选择、表机械零件间隙控制涂层、表几种典型耐高温热障涂层、表几种典型的电绝缘或导电涂层、表热喷涂应用实例

热喷涂材料分类

等离子喷涂技术的发展，使可用于喷涂形成涂层的材料极为广泛。一般只要具有物理熔点的材料均可用于喷涂，包括:金属及其合金，无机陶瓷、金属陶瓷，有机高分子，以及这些材料的复合材料。对于在高温下分解的材料，如碳化物，可以与某些金属材料复合在一起制成复合材料，如金属陶瓷，而实现喷涂

从材料形态来分，可以分为线材、棒材和粉末三大类。对于粉末材料，基于送粉特性及经济性考虑，其颗粒大小一般具有一定的粒度分布范围。一般金属粉末的粒度范围为-105～+53μm，而陶瓷粉末常为-44～-10μm

根据材料种类分为金属与合金、氧化物陶瓷、金属陶瓷复合材料、有机高分子材料。按照使用性能与目的又可分为防腐材料、耐磨材料、耐高温热障材料、减摩材料以及其他功能材料。下表给出了按照用途列出的各类典型材料

不同目的的典型材料

目的

喷 涂 材 料

目的

喷 涂 材 料

防腐蚀

金属材料

锌、铝、锌铝合金、不锈钢、镍与镍基合金(镍铬合金、蒙乃尔合金等)、自熔剂合金、铜与铜合金、其他(钛、锆、锡、铅与铅合金、镉等)

耐热

(含热障)

非金属材料

陶瓷、金属陶瓷及其他

耐磨损

金属材料

碳素钢、低合金钢、不锈钢(主要为马氏体不锈钢)、镍铬合金、自熔剂合金、硬质金属(钼等)、碳化物硬质合金及其他(如镍铝金属间化合物等)

非金属材料

陶瓷、塑料

耐热

(含热障)

金属材料

耐热钢(含不锈钢等)、耐热合金(含镍铬合金)、自熔剂合金、MCrAlY系合金及其他

非金属材料

陶瓷