热喷涂工艺流程
热喷工艺过程如下：
工件表面预处理→工件预热→喷涂→涂层后处理
表面预处理
为了使涂层与基体材料很好地结合，基材表面必须清洁及粗糙，净化和粗化表面的方法很多，方法的选择要根据涂层的设计要求及基材的材质、形状、厚薄、表面原始状况以及施工条件等因素而定。
净化处理的目的是除去工件表面的所有污垢，如氧化皮、油渍、油漆及其他污物，关键是除去工件表面和渗入其中的油脂。净化处理的方法有，福建超音速喷涂，溶剂清洗法、蒸汽清洗法、碱洗法及加热脱脂法等。
粗化处理的目的是增加涂层与基材间的接触面，增大涂层与基材的机械咬合力，使净化处理过的表面更加活化，塔轮超音速喷涂，以提高涂层与基材的结合强度。同时基材表面粗化还改变涂层中的残余应力分布，对提高涂层的结合强度也是有利的。粗化处理的方法有喷砂、
机械加工法(如车螺纹、滚花)、电拉毛等。其中喷砂处理是最常用的粗化处理方法，常用的喷砂介质有氧化铝、碳化硅和冷硬铸铁等。喷砂时，喷砂介质的种类和粒度、喷砂时风压的大小等条件必须根据工件材质的硬度、工件的形状和尺寸等进行合理的选择。对于各种金属基体，推荐采用的砂粒粒度约为16－60 号砂，粗砂用于坚固件和重型件的喷砂，喷砂压力为0.5－0.7Mpa，薄工件易于变形，喷砂压力为0.3－0.4Mpa。特别值得注意的一点是，用于喷砂的压缩空气一定要是无水无油的，否则会严重影响涂层的质量。喷涂前工件表面的粗化程度对大多数金属材料来说2.5－13 μmRa 就够了。随着表面粗糙度的增加涂层与基体材料的结合增强，但是当表面粗糙度超过10μmRa 后，涂层结合强度的提高程度便会减低。对于一些与基材粘结不好的涂层材料，
还应选择一种与基体材料粘结好的材料喷涂一层过渡层，称为粘结底层，常用作粘结底层的材料有Mo、NiAl、NiCr 及铝青铜等。粘结底层的厚度一般为0.08－0.18μm。
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热喷涂的基本工艺基体表面处理
热喷涂的基本工艺包括：基体表面预处理、喷涂、表面热处理和涂层封孔处理、涂层表面的精加工。
（1）基体表面预处理：喷涂方法选定之后，还要选定预处理工艺，包括去油、除锈、表面粗糙化。
（2）喷涂：喷涂施工时，必须确定合理的工艺参数，以控制喷涂质量。
包括：①喷涂热源条件，即燃料种类及和氧混合的比例；
②材料输送，即输送气体的种类、速度、流量以及输送位置和角度；
③喷涂材料，包括材料成分、物理性质、粉末形状、粒度、线料或棒料直径等；
④机件的基体成分、基体温度、性能、表面处理方法；⑤喷涂操作，包括喷枪与机件的距离，喷枪或机件的移动速度，喷枪与机件的角度，喷涂气体介质等。
（3）涂后处理：涂后要立即进行封闭处理或热处理。
（4）精加工：喷涂后，涂层需进行磨削加工以保证尺寸精度。此外，喷涂施工时必须注意安全防护工作，包括：防止高速高温的喷涂射流对人员和设备的危害；对喷涂粉尘的防尘和通风；对喷涂噪音和喷涂弧光辐射的安全防护。
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超音速喷涂技术发展概况
超音速火焰喷涂包括超音速氧气火焰喷涂(HVO F: High Velocity O xy-Fuel) 和超音速空气火焰喷涂(HVA F: H igh Velocity A ir2Fuel) 两种。该技术及设备在上世纪80 年代初期首先由美国SKS 公司的B row n ing. J. A 公司研制成功， 至今已经历了3 个发展阶段[ 1 ]。一代的HVO F 喷涂系统以“JET 2KO TE”为代表， 第二代超音速火焰喷涂系统以1989出现的Top-Gun，叶片超音速喷涂， D iamondJet 和CDS (Continuous Detonation Spray gun) 为代表， 第三代超音速火焰喷涂系统以JP25000 喷涂系统为代表。一、二代设备的功率偏小， 粒子速度偏低， 涂层的整体性能不够理想。第三代在设计上有了较大改进， 使粒子飞行速度大幅度提高，涂层质量显著改善。国内西安交通大学在这方面开展的研究较多[ 2 ]。
由于HVOF系统使用气体燃料和氧气助燃剂， 故生产成本很高。例如
JP25000， 典型工艺参数需氧气流量为0. 9438 m 3?m in， 每瓶氧气只能维持5～6 min[ 3 ]。为此， 美国、英国、日本等国又研了HVAF系统，使用压缩空气代替价格昂贵的纯氧气做助燃气体，且喷枪采用气冷方式。除了大幅度降低成本外，喷涂温度可以控制在较低范围内，是热喷涂技术上的一项革新[ 4 ]。沈阳工业大学、装甲兵工程学院均已研制成功了自己的HVAF系统[ 5 ]。超音速等离子喷涂技术采用非转移型等离子弧与高速气流混合时出现的“扩展弧”得到稳定聚集的超音速等离子焰流。它保留了普通空气等离子喷涂的优点，而且喷涂速度有显著提高。1986年美国B rowningEingeering公司推出了一台超音速等离子喷枪Plaz-Jet;随后
超音速等离子喷涂的发展主要集中在喷枪射流速度的提高和送粉方式的改良方面。我国已经研制成功了超音速等离子喷涂系统的核心部件——高效能超音速等离子喷枪(HEPJ: HighEff iciency P laz-Jet) [ 6 ]。
电弧喷涂技术具有设备简单、生产率高、能耗低等优点，因其适合我国国情而在我国得到了长足的发展。上世纪90年代以来，烘缸超音速喷涂，第二炮兵工程学院和装甲兵工程学院的科研人员成功研制出超音速电弧喷涂技术(HVA S: H igh Velocity A rc Spray) ， 粒子速度大大超过了普通电弧喷涂的水， 达到了385. 7 m ?s， 而且设备结构简单， 易于操作， 与普通电弧喷工具有互换性，涂层结合强度和喷涂沉积效率明显提高[ 7 ]。美国U nique Coat 公司研制生产了SB50 型等超音速活性电弧喷涂设备。冷喷涂全名冷空气动力喷涂法(CGDS: Cold Gas Dynamic Spray) ， 是一种以高速(500～1 200 m /s) 小颗粒(1～50 ǖm) 气流撞击金属或绝缘基体表面， 在整个过程中粒子没有熔化，保持固体状态， 粒子发生纯塑性变形聚合形成涂层。冷喷涂于20 世纪80年代中期，在俄罗斯科学院理论及应用力学研究所最早开发，近年来受到广泛关注，并在俄国、美国、德国等国家得到了快速发展[ 8 ]。大连理工大学等单位也在进行该技术的研究，不过还处于机理研究和探索阶段[ 9 ]。
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