热喷涂技术的发展背景

2018-05-25 1267

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     腐蚀和磨损是材料和零部件失效的主要形式,发达国家每年因腐蚀和磨损所造成的经济损失约占国民经济总产值的4%~5%,损失非常严重。热喷涂技术作为表面工程中的一项重要技术,对工件起到表面强化与防护作用,具有喷涂材料丰富,能赋予表面以耐磨、耐蚀,抗高温氧化和高温磨损、隔热、绝缘等多种功能,在解决现代工程 结构零部件表面日益苛刻的多重要求方面显示出较强的优势。

    热喷涂技术的发展大概分为3个阶段。     
    1)简单的热喷涂工艺
    瑞士工学博士M.U.Schoop于1910年发明了金属溶液式喷涂,开创了热喷涂技术这一新领域。Schoop在1912年、1916年分别研制成功了线材火焰喷涂枪与电弧喷涂枪,线材火焰喷涂和电弧喷涂成为当时主要的热喷涂方法。至20世纪30年代,美国Metco金属喷涂公司相继研发出了一些新的电弧喷涂枪,并研制出了Metco-p型粉末火焰喷涂枪,热喷涂技术开始大量地用于船舶、钢结构、水闸门等钢铁产品的长效防护。
    2)热喷涂技术
    从20世纪50年代开始,美、英、德等国家大力发展热喷涂技术,此间涌现出了多种新的热喷涂工艺。20世纪50年代初出现了火焰喷焊设备;20 世纪50年代末美国联合碳化物公司成功研制了燃气重复爆炸喷涂;20世纪60年代等离子喷涂技术的出现,使热喷涂技术开始应用于航天、航空领域;从20世纪70年代到90年代;热喷涂技术向着高能、高效、高速方向发展,开始出现了超声速火焰喷涂技术,高能等离子喷涂技术(有代表性的高等等离子喷涂设备是Metco公司的7M系统)及高速电弧喷涂技术。21世纪初,装甲兵工程学院研制出了具有自主知识产权的超声速等离子喷涂系统,并率先把这套技术推向工程应用。
    3)热喷涂工业体系
    从Schoop发明的第一个熔液喷涂装置,到现在的计算机控制的等离子喷涂设备,喷涂设备局部套化、系列化、标准化。可喷涂的材料有金属及其合金、有机塑料,以及它们的复合材料粉末已形成系列化和标准粉末。涂层的应用领域从简单的长效防护、废旧零件的修复到再制造及技术、新品零件的预保护,已成为制造技术领域必不可少的重要工艺技术。涂层质量在线检测、喷涂热源温度场分布、粒子速度测量、在线诊断技术的应用,极大地提高了涂层制备的稳定性和可靠性。