喷涂金属防护涂层已有百余年历史 ,瑞士舒普(Schoop M. U) 率先开发了火焰喷涂技术 ,并成功的应用于工业生产。 到目前已发展有多种技术皆为热喷涂( Thermal Spray) 。 而冷气动力喷涂是一种完全不同于热喷涂的新技术. 它是苏联于 80 年代偶然发明的,到 90 年代初形成实用的专利技术,它的喷涂温度可以在室温或者远低于喷涂金属熔点的较低温度下进行。本文就其发展现状作扼要介绍,为了对比简单地提及热喷涂。.
1 热喷涂金属涂层
热喷涂是采用不同的高温热源将金属熔化 ,依靠高速气流使熔融金属雾化并喷射于工件表面形成防护涂层. 按热源不同已发展有下列热喷涂方法.
1、火焰喷涂( Flame Spray)
热源一般用氧 —乙缺火焰使金属材料在喷枪中熔化 ,借助压缩空气使金属雾化 ,喷射于工件表面形成涂层. 任何熔点低于火焰温度的金属材料都可采用此方法制备涂层. 最常喷涂的有铝、锌、铜及其合金等. 由于所用喷涂的原材料形状不同与喷枪的结构不同又分为:
(1) 粉末火焰喷涂(Powder Flame Spray)
(2) 线材火焰喷涂(Wire Flame Spray)
2、电弧喷涂( Electric - Arc Spray)
欲喷涂的金属线材或棒材 ,作为电极送入喷枪中放电 ,电弧温度可达~4000 ℃,同样借助于压缩气流喷涂制备涂层.
3、等离子喷涂( Plasma Spray)
利用气体(典型气体氩气或氮气) 经过压缩电弧后形成的高温等离子体做热源 ,将金属或非金属粉末送入刚性非转移型等离子弧焰中加热到融化状态 ,并随同等离子焰流高速喷射并沉积到预先经过处理的工件表面上 ,从而形成一种具有特殊功能的涂层. 等离子最大特点是具有非常高的温度 ,在等离子体中心温度高达 16000 ℃,因此可以喷涂熔点高的金属和陶瓷材料. 为了防止金属材料在如此高的温度下氧化 ,又发展了低压等离子喷涂(L PPS) 或称为真空等离子喷涂 (VPS)。 针对陶瓷材料为降低喷涂成本发展了水稳等离子喷涂(WSPS) 技术。