超声速等离子喷涂工艺的优点

等离子喷涂层质量受颗粒性质、速度、温度熔化程度的影响非常大。与普通等离子喷涂相比，超声速等离子喷涂的突出优势是射流的速度高。由于速度高，喷涂粉末粒子在射流中停留时间缩短，熔融或半熔融粒子撞击基体时的动量增大，能量转换效率高，熔滴铺展充分，扁平度好，涂层致密、孔隙率低结合强度高，涂层的韧性等综合指标均有所改善，超声速等离子喷涂的特点如下。

(1)射流热焓高、速度高且集中稳定。

超声速等离子喷涂既具备等离子喷涂的高温高焓的特点，又兼有超声速火焰喷涂的高速特点。高温高焓、高速度的特点使其涂层质量较普通等离子喷涂涂层质量好，可喷涂材料范围较超声速火焰喷涂材料的范围宽，有些材料的喷涂与低压等离子喷涂近似，克服了等离子射流发散紊乱和对喷涂颗粒加速较差的缺陷，同时喷涂零件的尺寸又不受真空室的限制。

等离子射流被有效地压缩，即使远离喷嘴仍稳定集聚。如:在喷涂WC- Co粉末时，细长的等离子束流长达1m仍未发散。

(2)弧电压高(可达220V) ，满足了高电压，小电流运行方案的要求。

(3)等离子射流压缩充分，射束长且集中，能量密度高。喷嘴外等离子射流的长度是常规等离子喷涂的2倍~3倍。

(4)由于提高了焰流对喷涂粒子的热传输效率，尤其是喷涂粒子动能提高，涂层质量明显优于常规等离子喷涂，与爆炸喷涂和超声速火焰喷涂相近。

(5)喷涂材料(尤其是金属-陶瓷复合或梯度涂层中的金属相)在高温射流中经过的时间短，克服了粉末颗粒的氧化、烧损的缺点，形成涂层后的污染、夹杂缺陷显著减少。

(6)喷涂粒子的飞行速度高(约400m/s ~ 600m/s，普通等离子喷涂约200m/s ~ 300m/s) ，形成涂层片层状结构致密，片层间结合强度(内聚强度)和涂层基体界面结合强度(宏观结合强度)都有所提高。

(7)涂层的孔隙率大大降低，一般低于 1% ，特别是片层结构变形充分、致密，克服了开放性孔隙(或通孔)的出现，有效减缓了涂层中合金成分的氧化。