超音速喷涂的工艺控制
超音速喷涂主要是依靠大幅度提高喷涂颗粒的速度来获得高质量的涂层， 即: 高的燃烧室压力→高的燃流速度→高的颗粒飞行速度→高的涂层质量。涂层性能与气流的速度和温度有关，但目前研究结论趋向于认为[ 3， 14 ]:粒子的速度或动能对涂层质量的贡献更大。由动量定理可知，粒子速度越高，动量越大，沉积时的冲量越大;粒子速度越高，粒子对基体的撞击作用越强，粒子变形越充分，使涂层中颗粒之间的连接更加紧密，从而减小了涂层孔隙率，增大了涂层的结合强度。因此，新一代超音速喷涂系统的设计都是将温度定位在某一区间内， 将速度的提高作为结构优化的主要目标函数。按照喷涂过程中粒子的加热形式可以分为热喷涂、温喷涂和冷喷涂三个区间。在HVO F 喷涂中可控工艺参数有: 喷嘴长度， 喷涂距离， 氧气流量及压力， 燃料流量及压力， 送粉气体流量及压力， 压缩空气压力， 冷却水流量， 喷枪移动距离。大多数喷枪采用圆筒型燃烧室， 压力为0. 4～0. 5M Pa， 主要由喷枪结构和燃料与空气流量比决定。燃烧火焰温度2 700～3 000℃， 焰流速度可达1 500m /s 以上， 粒子速度400～800 m / s。HVOF在喷涂金属陶瓷材料过程中能有效地抑制碳化物等硬质相的分解，涂层质量优越，结合强度可高达70M Pa以上，孔隙率低，碳化钨超音速喷涂，约为1%左右。
HVA F技术的特点就是将喷涂粉末加热到它们的熔点以下同时加速到700 m /s以上，在热退化影响低的前提下，形成致密、几乎不含氧化物的高质量涂层。其工艺特点是通过在高热气体中加入适量水，使粒子温度控制在800～1 500℃，从而使粒子温度填补了HVOF工艺到冷喷工艺中间的空白温度区，因此也可以称为温喷涂。其水流量可调，使粒子尽量不熔化，但比在冷喷条件下的延展好。超音速等离子喷涂中通过气体的旋流稳定作用与收缩作用得到稳定集聚的高热焓、超高速等离子体焰流，其弧压高达200～400 V ，电流400～500 A ，喷嘴喷射出的等离子射流温度达到2 500℃以上，焰流速度超过3 600 m ?s，喷涂颗粒速度可达500 m ?s以上。而且工艺参数可通过喷涂功率、工作电压、工作电流、主气(A r)、次气(N 2)的压力和流量、喷涂距离等加以控制。超音速等离子弧喷涂功率高，活塞杆超音速喷涂，气流量大，速度极高，具有极高的喷涂效率，而且等离子弧不发散，热焓高，使涂层质量明显优于一般等离子涂，与炸喷涂和超音速火焰喷涂相近，而且非常适用于高熔点陶瓷材料的喷涂。超音速电弧喷涂与火焰喷涂相比，其特点是:热效率高，生产效率高，喷涂成本低，操作简单，易于现场操作。超音速电弧喷涂需要控制的工艺参数有:喷涂电压，喷涂电流，空气压力，燃气压力。相对传统电弧喷涂，由于超音速气流的雾化、加速作用，粒子细小、均匀而且速度高，从而提高了涂层的结合强度和内聚强度，并降低了涂层孔隙率;同时粒子在空中停留时间短，涂层氧化物含量低[ 18 ]。冷喷涂时，粒子始终保持固体状态并通过纯塑性变形聚合形成涂层。因此，粒子是形成涂层还是对基体产生喷丸或冲蚀作用，阀杆超音速喷涂，取决于粒子撞击前的速度。一般情况下，粒子喷涂速度以500 m ?s为界限，只有大于500 m /s才能形成喷涂层，如下图。因此，实现喷涂粒子的高速是冷喷涂技术的关键。在喷管的几何形状确定后，影响喷涂粒子飞行速度的主要因素有:工作气体种类、工作气体压力和预热温度及粒子的大小与密度等。
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司太立的物质详情
司太立合金的典型牌号有：Stellite1，Stellite4，Stellite6，Stellite12，Stellite20，Stellite31，广西超音速喷涂，Stellite100等。在我国，主要对司太立高温合金研究比较深入和透彻（国内主要研究机构与推广单位有钢铁研究总院与北京融品科技有限公司等）。与其它高温合金不同，司太立高温合金不是由与基体牢固结合的有序沉淀相来强化，而是由已被固溶强化的奥氏体fcc基体和基体中分布少量碳化物组成。铸造司太立高温合金却是在很大程度上依靠碳化物强化。纯钴晶体在417℃以下是密排六方（hcp）晶体结构，在更高温度下转变为fcc。为了避免司太立高温合金在使用时发生这种转变，实际上所有司太立合金由镍合金化，以便在室温到熔点温度范围内使组织稳定化。司太立合金具有平坦的断裂应力-温度关系，但在1000℃以上却显示出比其他高温下具有优异的抗热腐蚀性能，这可能是因为该合金含铬量较高，这是这类合金的一个特征。
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