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， 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，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，WC热喷涂，不过还处于机理研究和探索阶段[ 9 ]。
利用热喷涂技术制备超细铜锌粉
在采用常规热喷涂工艺参数进行粉末制备的基础上，讨论了球磨时间、球磨助剂、热处理条件对粉末性质的影响，得出最jia的制备方案。该方法可以制备出粒度分布均匀、性质稳定，粒度为200～500nm的超细铜锌粉末。针对超细铜锌粉在液体介质中团聚严重的实际，采用沉降法及分光光度法研究了该粉末在不同的分散剂作用下的分散效果。采用正交试验方法优化了分散剂配方，分析了影响分散性能的各种因素，讨论了各种分散剂的作用机理，找到了不同分散剂的最jia作用条件，从而提高了超细铜锌粉的分散稳定性，为得到性质稳定的超细粉体提供了有效途径。
结果表明：球磨工艺及热处理参数对铜锌粉的性能有重要影响。在初始阶段随球磨时间的增加，粉末粒度变大，继续球磨，粉末粒度变小，细化到一定程度后粉末粒度不再随球磨时间的延长显著变化。球磨助剂的加入提高了球磨效率，改善了球磨效果，并且使粉末的分散性得到明显改观。热处理后粉末的粒度增大，微细颗粒的比例减小，表面出现裂纹，叶片热喷涂，降低了粉末的硬度，同时粉末团聚作用减弱。
喷焊过程中热影响易产生裂纹
在喷焊过程中，虽然基体不熔化，但热影响区同样有淬硬倾向，热喷涂，造成基体硬化，易产生裂纹和影响加工性。
在喷焊过程中，虽然基体不熔化，但热影响区同样有淬硬倾向，造成基体硬化，易产生裂纹和影响加工性。
以铸铁在加热和冷却过程中组织转变行为为依据，采取一定的工艺措施来防止或尽可能减少基体组织的转变。
众所周知，螺旋杆热喷涂，铸铁在加热时的组织转变是石墨溶解和碳原子扩散的结果，在温度、固溶度和扩散推动力一定的条件下，原子的扩散距离主要受时间的影响。
如果对铸铁的加热速度足够快、加温时间足够短，很显然可以抑制原子的扩散距离，即抑制了铸铁加热过程中的组织转变。
随着升温速度的增加，组织转变温度上移。由高温下恒温时间对组织转变体积率的影响，可以看到即随恒温时间的缩短，奥氏体组织体积率明显下降。
根据以上理论分析结果，操作时采用越快越好的原则。试验结果表明，将750～900℃的升温时间和喷粉充填时间尽量缩短，控制在4～8s之内，可以改善机械加工性。
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