爆炸喷涂最大的特点就是以突然爆发的热能加热熔化喷涂材料,并利用爆炸冲击波产生的高压把熔粒高速喷射到金属基体表面形成涂层。其主要优点如下:
(1)爆炸喷涂的结合强度高。由于喷涂粉末被加热的温度高、且熔融粒子以超音速飞行,与工件表面碰撞的能量大,因此形成的涂层结合强度高,喷涂陶瓷粉末时,涂层的结合强度可达70MPa,而金属陶瓷涂层的结合强度可达175 MPa。据有关资料报道,涂层与工件的结合强度曾高达240MPa。
(2)涂层致密,孔隙率低,一般小于1%。
(3)涂层的耐磨性高。喷涂时,粉末颗粒撞击到工件表面后受到急冷,在涂层中可以形成超细组织,因此涂层的耐磨性较高。例如Co-WC(w(Co) = 13%,w(WC) =87%)涂层与50Mn摩擦副的摩擦试验,在3 min内摩擦表面温度从198℃升至610℃,其涂层磨损量是对偶材料50Mn的1/4。
(4)涂层的硬度高。硬质合金涂层的硬度大于HV1100,而一般火焰和电弧喷涂的涂层硬度只能达到HV800。
(5)爆炸喷涂涂层的粗糙度低,可低于Ra=1.60um,经磨削加工后粗糙度可达Ra=0.025um。
(6)喷涂过程中,碳化物及碳化物基粉末材料不会发生碳分解和脱碳现象,从而能保证涂层组织成分与粉末成分的一致性。
(7)工件热损伤小。爆炸喷涂是脉冲式的,工件每次受热气流冲击的时间短,N2或压缩空气对工件又起冷却作用,故爆炸喷涂时,工件的温升可控制在100℃以下,所以不会发生组织相变和工件变形。
(8)涂层的厚度容易控制,加工余量小,维修操作方便。
爆炸喷涂也存在缺点,主要如下:
爆炸喷涂的效率较低。爆炸频率不超过10次/s,而每次喷涂的涂层厚度仅为4-6um;爆炸喷涂时不仅产生强烈的噪音(超过150dB),还伴随有极细的尘粒向四处飞散,因此要在专用的隔音防尘室内进行,并由设在隔音防尘室外面的计算机控制操作,这使爆炸喷涂的应用受到限制;爆炸喷涂的喷涂粉料只能以直线束方式射向基体表面,因此对形状复杂的工件和细小的内壁难以处理。