金属喷涂技术

金属热喷涂是指采用火焰、电弧、等离子弧、爆炸波等提供不同热源的喷涂装置，产生高温高压焰流或超音速焰流，将要制成涂层的材料（如各种金属、陶瓷、金属加陶瓷的复合材料、各种塑料粉末的固态喷涂材料）瞬间加热到塑态或熔融态，高速喷涂到经过预处理（清洁粗糙）的零部件表面形成涂层的一种表面加工方法。

1、喷涂材料被加热、熔化 对于线材，当端部进入热源高温区域，即被加热熔化；对于粉末，进入热源高温区域，在行进的过程中被加热熔化或软化。

2、熔化的喷涂材料被雾化 线材端部熔化形成的熔滴在外加压缩气流或热源自身射流作用下脱离线材，并雾化成微细熔滴向前喷射；粉末一般不存在熔粒被进一步破碎和雾化的过程，而是被气流或热源射流推向前喷射。

3、熔融或软化的微细颗粒的喷射飞行 在飞行过程中，颗粒首先被加速形成粒子流，随飞行距离增加，粒子运动速度逐渐减小。

4、粒子在基材表面发生碰撞、变形、凝固和堆积。热喷涂的优点：

1、能够喷涂的涂层材料种类范围特别广，包括各种金属及合金、陶瓷及金属陶瓷、塑料、非金属矿物等几乎所有固态工程材料。因而能够制备耐磨、减摩、耐蚀、耐高温、抗氧化、绝缘、导电、催化、辐射、防辐射、抗干扰、超导、非晶态及生物功能等各种功能涂层 2、能够在多种基体材料上形成涂层，包括金属基体、陶瓷基体、塑料基体、木材甚至纸板上都能喷涂，被喷涂的材料范围也十分广泛，几乎不受限制 3、一般不受被喷涂工件尺寸、形状和施工场所的限制，既可在整个表面上进行喷涂，也可在大型构件的限定表面进行喷涂，既可厂内施工，也可现场施工 4、涂层沉积效率较高，特别适合沉积薄膜涂层。涂层厚度可以控制，可在很大范围内变动，从几十微米到几毫米甚至可厚达20mm

5、除喷焊外，热喷涂施工对基体的热影响很小，基体受热温度不超过200℃，基体不会发生变形和性能变化

6、在满足强度要求的前提下，制件基体可以采用普通材料代替贵重材料，仅涂层使用优质材料，使“好钢用在刀刃上”，还可喷涂成形

7、热喷涂施工艺灵活，方便，迅速，适应性强 热喷涂的局限性：

1、除喷焊外，热喷涂涂层与基体的结合主要是物理机械结合， 结合强度不大高，涂层耐冲击和重载性能较差 2、喷涂涂层含有不同程度的孔隙，对于耐腐蚀、抗氧化、绝缘等应用，一般不如整体材料。但可通过复合涂层系统设计等方法予以改进提高 3、喷涂小件时，涂层材料的利用率低，经济性差 4、热喷涂手工操作时的劳动条件较差，有噪音、粉尘、热和弧光辐射问题，必须注意操作间的通风，加强劳动保护措施 热喷涂前基体加工的注意事项：

1、喷涂位置为工件全部外表面时，在涂层位置的基体边缘必须倒角，且倒角不能大于45°，一般为45°或30°，宽度不小于1mm；

2、喷涂位置为工件一部分表面时，在需要喷涂的位置基体必须开喷涂槽，且喷涂槽两端必须倒角，且倒角不能大于45°，一般为45°或30°，宽度不小于1mm；3喷涂槽的深度即为设计涂层的厚度，公差一般控制在0.05mm以内。在设计和加工喷涂槽时必须考虑后续磨削或者车削找正定位位置，以免后续加工无基准；4喷涂位置在机加后表面不得有明显刀痕或局部凹陷、起皮等缺陷，不得有明显毛刺；5因喷涂过程中掩蔽难度大，所以喷涂工序一般应排在产品尺寸精加工前进行； 热喷涂后涂层产品转运使用注意事项： •绝对避免猛烈撞击喷涂层，特别是涂层边缘或用尖锐硬物撞击； •不可在喷涂层上进行焊接等高温加热操作，特别是局部不能受热过高； •不可用常规机加参数对喷涂层进行机械加工:

1、除了极少数几种硬度低或者结合力特别高的涂层可以 采用车削外 ，其余的涂层均不能使用车削进行尺寸加工或者粗糙度加工；

2、绝大多数涂层后加工都采用磨削或者研磨抛光，其中在粗磨操作中单次进刀量必须控制在0.01mm以内，精磨单次进刀量必须控制在0.005mm以内；3无论是车削还是磨削进刀速度都必须非常慢；4在加工非喷涂位置过程中必须注意对喷涂位置的保护；