材料表面工程技術(shù)之一

熱噴涂技術(shù)及其應(yīng)用設(shè)備維修技術(shù)交流(二)-----歐陽健材料表面工程技術(shù)之一

熱噴涂技術(shù)及其應(yīng)用設(shè)備維修技術(shù)交流(目錄

一、前言

1.材料表面技術(shù)概況2.材料表面技術(shù)分類3.熱噴涂技術(shù)概況4.熱噴涂涂層的性能二、先進(jìn)熱噴涂技術(shù)1.低壓等離子噴涂2.高速火焰噴涂3.冷噴涂4.熱噴涂工藝

三.熱噴涂技術(shù)應(yīng)用

1.防腐蝕涂層

2.抗磨損涂層

3.抗高溫氧化和耐熱腐蝕涂層

4.熱障涂層

5.絕緣涂層

6.尺寸恢復(fù)涂層石化行業(yè)的其它應(yīng)用目錄一、前言一、前言1.材料表面工程技術(shù)概況眾所周知,金屬材料會與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)而遭受腐蝕.此外,金屬表面受各種機(jī)械作用會也引起磨損.針對受損部位，可以運(yùn)用材料表面工程技術(shù)中的表面鍍膜、涂層、表面異種材質(zhì)的擴(kuò)滲，表面改性或幾種的復(fù)合等方法，修補(bǔ)材料表面、改變材料表面的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要的結(jié)構(gòu)和性能；現(xiàn)代表面技術(shù)已制備出了許多新材料、新器件，應(yīng)用到如光、磁記錄，液晶顯示，太陽能材料，耐高溫、耐磨的航空(燃?xì)廨啓C(jī))、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等高新技術(shù)領(lǐng)域，是目前節(jié)能及節(jié)約資源的有效技術(shù)之一；工業(yè)部門越來越多地要求機(jī)械設(shè)備能在高參數(shù)(高溫、高壓、高速度和高度自動(dòng)化)和惡劣的工況條件(如嚴(yán)重的磨損和腐蝕)下長期穩(wěn)定的運(yùn)行.表面處理技術(shù)就具有重大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。而表面處理技術(shù)也在這種需求的推動(dòng)下獲得了飛速的發(fā)展和提高.

一、前言1.材料表面工程技術(shù)概況2.材料表面技術(shù)的分類材料表面技術(shù)涂鍍技術(shù)表面改性技術(shù)表面檢測技術(shù)擴(kuò)滲（氣體、液體、固體）機(jī)械強(qiáng)化PVD(真空離子電鍍

)噴塑漆料熱噴涂噴焊電鍍、陽極氧化、化學(xué)鍍CVD(化學(xué)蒸鍍

)三束改性(電子束、離子束、激光束)2.材料表面技術(shù)的分類材料表面技術(shù)涂鍍技術(shù)表面改性技術(shù)表面熱噴涂技術(shù)是表面防護(hù)和強(qiáng)化的技術(shù)之一,利用某種熱源,如電弧、等離子弧、燃燒火焰等將粉末狀或絲狀的金屬和非金屬涂層材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài),然后借助焰流本身的動(dòng)力或外加的高速氣流霧化并以一定的速度噴射到經(jīng)過預(yù)處理的基體材料表面,與基體材料結(jié)合而形成具有各種功能的表面覆蓋涂層的一種技術(shù)。3.熱噴涂技術(shù)概況熱噴涂技術(shù)是表面防護(hù)和強(qiáng)化的技術(shù)之一,利用某種熱源,如電利用熱源將涂層材料加熱到熔融或者半熔融狀態(tài)，借助焰流及高速氣體將涂層材料粒子噴射到基體表面，獲得沉積成具有某種特殊功能涂層。利用熱源將涂層材料加熱到熔融或者半熔融狀態(tài)，借助焰流及高速氣熱噴涂技術(shù)分類1)氣體燃燒火焰噴涂：高速火焰噴涂、爆炸噴涂、粉末火焰噴涂、線、棒材火焰噴涂2)電弧噴涂：常規(guī)電弧噴涂、高速電弧噴涂3)等離子噴涂：大氣等離子噴涂、低壓等離子噴涂、水穩(wěn)等離子噴涂、微弧等離子噴涂、三陰極等離子噴涂4)電熱熱源噴涂：線材電爆噴涂、冷噴涂熱噴涂技術(shù)分類1)氣體燃燒火焰噴涂：高速火焰噴涂、爆炸噴涂、常用熱噴涂噴槍等離子噴涂高速火焰噴涂粉末火焰電弧噴涂絲材火焰噴涂粉末絲材常用熱噴涂噴槍等離子噴涂高速火焰噴涂粉末火焰電弧噴涂絲材火焰熱噴涂工藝溫度要素?zé)嵩捶N類溫度（℃）丙烷-氧氣2640天然氣-氧氣2735氫氣-氧氣2690乙炔-氧氣3100電弧5000-6000等離子電弧≥10000熱噴涂工藝溫度要素?zé)嵩捶N類溫度（℃）丙烷-氧氣2640常用噴涂材料金屬及其合金Fe、Al、Zn、Ni、Cu、Mo等各種金屬及其合金；Ni3Al、TiNi等金屬間化合物；Ti、Zr和Hf（系元素）碳化物；Cr、Mo和W（系元素）硼化物；V、Nb和Ta（系元素）氮化物金屬基復(fù)合材料Ni/Co/Fe基合金+Al2O3、ZrO2

等Ni/Co/Fe基合金+WC,TiC，Cr3C2等Al/Ni基材料+磨料陶瓷Al2O3、ZrO2、TiO2、Cr2O3氧化物；B4C、SiC、Si3N4、BN等有機(jī)材料聚醚、聚丙烯類共聚物、Al-Si+聚醚等常用噴涂材料金屬及其合金Fe、Al、Zn、Ni、Cu、Mo等4.熱噴涂涂層的性能1.化學(xué)成分由于涂層材料在熔化和噴射過程中，在高溫下會與周圍介質(zhì)發(fā)生作用生成氧化物、氮化物，以及在高溫下會發(fā)生分解，因而涂層的成分與涂層材料的成分是有一定的差異的，并在一定程度上影響涂層的性能。如MCrAlY氧化后會影響其耐蝕性，而WC－Co經(jīng)氧化和高溫分解后其耐磨性會降低。通過噴涂方法的選擇可以避免和減輕這一現(xiàn)象的發(fā)生。如采用低壓等離子噴涂可大大減少涂層材料的氧化，而高速火焰噴涂則可以防止碳化物的高溫分解。2.孔隙度熱噴涂涂層中不可避免地存在著孔隙，孔隙度的大小與顆粒的溫度和速度以及噴涂距離和噴涂角度等噴涂參數(shù)有關(guān)。一般來說，溫度及速度都低的火焰噴涂和電弧噴涂涂層的孔隙度都比較高，一般達(dá)到百分之幾，甚至可達(dá)百分之十幾。而高溫的等離子噴涂涂層及高速的超音速火焰噴涂涂層則孔隙度較低。最低可達(dá)0.5％以下。3.硬度由于熱噴涂涂層在形成時(shí)的激冷和高速撞擊，涂層晶粒細(xì)化以及晶格產(chǎn)生畸變使涂層得到強(qiáng)化，因而熱噴涂涂層的硬度比一般材料的硬度要高一些，其大小也會因噴涂方法的不同而有所差異。4.熱噴涂涂層的性能1.化學(xué)成分熱噴涂涂層的性能4.結(jié)合強(qiáng)度熱噴涂涂層與基體的結(jié)合主要依靠與基體粗糙表面的機(jī)械咬合（拋描效應(yīng)）。基材表面的清潔程度、涂層材料的顆粒溫度和顆粒撞擊基體的速度以及涂層中殘余應(yīng)力的大小均會影響涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，因而涂層的結(jié)合強(qiáng)度也與所采用的噴涂方法有關(guān)。5.冷熱疲勞性能對于一些在冷熱循環(huán)狀態(tài)下使用的工件，其涂層的抗冷熱疲勞（或稱熱震）性能至關(guān)重要，如若該涂層的抗熱震性能不好，則工件在使用過程中便會很快開裂甚至剝落。涂層抗熱震性能的好壞主要取決于涂層材料與基體材料的熱膨脹系數(shù)差異的大小和涂層與基體材料結(jié)合的強(qiáng)弱。熱噴涂涂層的性能4.結(jié)合強(qiáng)度二、先進(jìn)熱噴涂技術(shù)及應(yīng)用1.低壓等離子噴涂（LPPS、VPS）在低壓保護(hù)氣氛下進(jìn)行的等離子噴涂；涂層成分不受污染、結(jié)合強(qiáng)度高、涂層致密；設(shè)備主要包括真空系統(tǒng)、冷卻和除塵系統(tǒng)、噴涂工作室、持槍機(jī)器人及與其聯(lián)動(dòng)的工件夾持系統(tǒng)、等離子噴涂系統(tǒng)、轉(zhuǎn)移弧電源系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。二、先進(jìn)熱噴涂技術(shù)及應(yīng)用1.低壓等離子噴涂（LPPS、VP

低壓等離子噴涂的特點(diǎn)在低壓保護(hù)性氣氛下工作，可防止氧、氮污染；等離子射流可到2000m/s，粒子速度可達(dá)300m/s，涂層致密；基體溫度可達(dá)650℃，涂層應(yīng)力較小，涂層能較厚；采用轉(zhuǎn)移弧電清理，提高基體表面活性，提高了涂層與基體的結(jié)合；低壓下等離子焰變粗變長，粉末受熱均勻；噴涂在真空罐內(nèi)進(jìn)行，粉塵和噪音污染?。坏蛪旱入x子噴涂要求較細(xì)的粉末；主要用于活性金屬材料的涂層（如鈦、鋯、鎢、鉭及合金）及對成分要求嚴(yán)格，且要求結(jié)合強(qiáng)度高，孔隙率低的涂層（如MCrAlY系合金）的制備上。低壓等離子噴涂的特點(diǎn)在低壓保護(hù)性氣氛下工作，可防止氧、氮污低壓等離子噴涂的應(yīng)用生物涂層：人工種植體上的鈦涂層；超合金涂層：在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和大型地面燃機(jī)渦輪葉片上噴涂抗高溫氧化MCrAlY超合金涂層以及熱障涂層的過渡層；用作靶材的高純度金屬涂層；鎢涂層：核聚變托克馬克裝置用反應(yīng)內(nèi)腔噴涂鎢涂層。低壓等離子噴涂的應(yīng)用生物涂層：人工種植體上的鈦涂層；真空等離子噴涂薄涂層技術(shù)工作壓力在0.5-10mbar之間；涂層均勻、致密、沉積效率高；制備的涂層在5-50μm；涂層應(yīng)力小，可以制備出厚的熱障涂層(TBC)，Al2O3絕緣涂層和導(dǎo)電涂層；鋁表面上制備Al2O3涂層，孔隙率<1%，具有250-450KV/cm的擊穿電壓；Al2O3涂層真空等離子噴涂薄涂層技術(shù)工作壓力在0.5-10mbar之間；低壓等離子噴涂的其它應(yīng)用及前景

在航空航天、電子、醫(yī)學(xué)、能源有廣泛的應(yīng)用，特別是制備各種絕緣涂層、導(dǎo)電涂層、能量轉(zhuǎn)換涂層、光學(xué)性能（反射、吸收、轉(zhuǎn)移等）涂層、梯度涂層、催化涂層、隔熱涂層、抗高溫氧化及熱腐蝕涂層等。低壓等離子噴涂的其它應(yīng)用及前景在航空航天、電子、醫(yī)學(xué)、能源2.高速火焰噴涂（HVOF、HVAF）二十世紀(jì)80年代，出現(xiàn)了第一代HVOF設(shè)備Jet-Kote；粒子速度提高到400m/s以上；涂層結(jié)合強(qiáng)度大幅度提高，孔隙率大大降低；火焰溫度<3000℃，碳化物噴涂過程中分解小;采用航空煤油替代丙烷、丙烯和氫氣等，降低了成本；近年出現(xiàn)了使用壓縮空氣替代氧氣的HVAF設(shè)備，碳化鎢涂層的性能更優(yōu)。2.高速火焰噴涂（HVOF、HVAF）二十世紀(jì)80年代，出HVOF特點(diǎn)氧化程度低，碳化鎢失碳接近真空噴涂；孔隙率1%;強(qiáng)度接近燒結(jié)/鑄造材料；高硬度、韌性好；優(yōu)異的拋光性能；低應(yīng)力，涂層厚度不受限制；生產(chǎn)效率高，金屬20Kg/h，碳化鎢30-40Kg/h；噴涂過程不積瘤。HVOF特點(diǎn)氧化程度低，碳化鎢失碳接近真空噴涂；采用HVOF涂層替代電鍍硬鉻傳統(tǒng)電鍍的缺限和制約：

1)環(huán)保要求：Cr6+致癌，電鍍廢水污染環(huán)境。

2)性能要求：不能滿足工作溫度高、耐磨的工況，存在氫脆。

3)電鍍工藝沉積速度慢；電鍍的工件尺寸受鍍槽尺寸的限制。高速火焰噴涂優(yōu)勢：特點(diǎn)熱噴涂鍍鉻涂層厚度均勻，可以很厚有限制化學(xué)溶液控制不需要嚴(yán)格工件尺寸限制無有機(jī)動(dòng)性好差現(xiàn)場修復(fù)能力強(qiáng)差采用HVOF涂層替代電鍍硬鉻傳統(tǒng)電鍍的缺限和制約：特點(diǎn)熱噴涂HVOF涂層和硬鉻層的性能比較涂層性能WC-12CoCr3C2-25NiCr硬鉻鍍層顯微硬度HV1100-1400900-1200800-1000表面粗糙度,微英寸140-170180-20040-50研磨光潔度Ra,微英寸101016-32干磨粒磨損率0.20.21.0干磨粒磨損比51511:1最高工作溫度，℃538816427HVOF涂層和硬鉻層的性能比較涂層WC-HVOF的應(yīng)用軸承、轉(zhuǎn)子葉輪安裝面的修復(fù)等HVOF的應(yīng)用軸承、轉(zhuǎn)子葉輪安裝面的修復(fù)等HVOF的應(yīng)用造紙壓光輥、鋼鐵張力輥、輸送輥、爐底輥水力發(fā)電站水輪機(jī)部件等。油漿泵、砂漿泵、煙氣輪機(jī)等。HVOF的應(yīng)用造紙壓光輥、鋼鐵張力輥、輸送輥、爐底輥水力發(fā)電3.冷噴涂技術(shù)粒子在噴涂過程中加熱到１００～６００℃，但沒熔化，同時(shí)被超音速氣流加速，噴射到基體表面，粒子產(chǎn)生鍛焊作用而沉積在基體表面的技術(shù)；原理：加熱到一定溫度的高壓氣流經(jīng)拉瓦爾管加速產(chǎn)生超高音速的束流，該束流將粉末粒子加速到數(shù)倍音速，撞擊到基體表面，通過固態(tài)塑性變形而形成涂層。3.冷噴涂技術(shù)粒子在噴涂過程中加熱到１００～６００℃，但沒冷噴形成良好涂層的基本條件粒子的速度要達(dá)到臨界速度；基體與噴涂材料粒子都要有一定的塑性變形的能力。材料臨界速度值(m/s)Cu560Fe620Ni620Al680冷噴形成良好涂層的基本條件粒子的速度要達(dá)到臨界速度；材料臨界冷噴涂涂層的微觀結(jié)構(gòu)冷噴涂涂層的微觀結(jié)構(gòu)部分冷噴涂涂層的性能部分冷噴涂涂層的性能冷噴涂涂層的優(yōu)點(diǎn)涂層致密，且涂層成分基本上與粉末保持一致；涂層殘余應(yīng)力低，涂層厚度基本不受限制；涂層具有穩(wěn)定的相結(jié)構(gòu)；工件溫度低，熱影響??；涂層具有鍛造結(jié)構(gòu)，其硬度高于同樣成分的塊體材料；涂層是形變組織，特殊處理后可得到納米結(jié)構(gòu)組織；沉積的斑點(diǎn)大小可以調(diào)節(jié)，省去遮擋工作；設(shè)備運(yùn)行成本低；工作環(huán)境好，無高溫輻射、噪音低；幾乎所有金屬和合金都可以進(jìn)行噴涂。冷噴涂涂層的優(yōu)點(diǎn)涂層致密，且涂層成分基本上與粉末保持一致；4.熱噴涂工藝

熱噴工藝過程如下：工件表面預(yù)處理工件預(yù)熱噴涂涂層后處理

1.表面預(yù)處理

為了使涂層與基體材料很好地結(jié)合,基材表面必須清潔及粗糙.

凈化處理的目的是除去工件表面的所有污垢,方法有溶劑清洗法、蒸汽清洗法、堿洗法及加熱脫脂法等.

粗化處理的目的是增加涂層與基材間的接觸面,增大涂層與基材的機(jī)械咬合力,使凈化處理過的表面更加活化,以提高涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度.粗化處理的方法有噴砂、機(jī)械加工法(如車螺紋、滾花)、電拉毛等。其中噴砂處理是最常用的粗化處理方法，常用的噴砂介質(zhì)有氧化鋁、碳化硅和冷硬鑄鐵等。多數(shù)工件表面的2.5－13

mRa就夠了。

對于一些與基材粘結(jié)不好的涂層材料,還應(yīng)選擇一種與基體材料粘結(jié)好的材料噴涂一層過渡層,稱為粘結(jié)底層,常用作粘結(jié)底層的材料有Mo、NiAl、NiCr及鋁青銅等.粘結(jié)底層的厚度一般為0.08－0.18m。4.熱噴涂工藝

熱噴工藝過程如下：工件表面預(yù)處理

2.預(yù)熱

預(yù)熱的目的是為了消除工件表面的水分和濕氣,提高噴涂粒子與工件接觸時(shí)的界面溫度,以提高涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度；減少因基材與涂層材料的熱膨脹差異造成的應(yīng)力而導(dǎo)致的涂層開裂.預(yù)熱溫度取決于工件的大小、形狀和材質(zhì),以及基材和涂層材料的熱膨脹系數(shù)等因素,一般情況下預(yù)熱溫度控制在60-120℃之間.

3.噴涂

采用何種噴涂方法進(jìn)行噴涂主要取決于選用的噴涂材料、工件的工況及對涂層質(zhì)量的要求。例如，如果是陶瓷涂層，則最好選用等離子噴涂；如果是碳化物金屬陶瓷涂層則最好采用高速火焰噴涂；若是噴涂塑料則只能采用火焰噴涂；而若要在戶外進(jìn)行大面積防腐工程的噴涂的話，那就非靈活高效的電弧噴涂或絲材火焰噴涂莫屬了。總之，噴涂方法的選擇一般來說是多樣的，但對某種應(yīng)用來說總有一種方法是最好的。

預(yù)處理好的工件要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行噴涂,噴涂參數(shù)要根據(jù)涂層材料、噴槍性能和工件的具體情況而定,優(yōu)化的噴涂條件可以提高噴涂效率、并獲得致密度高、結(jié)合強(qiáng)度高的高質(zhì)量涂層.

2.預(yù)熱

預(yù)熱的目的是為了消除工件表面的水分和濕氣4.涂層后處理

噴涂所得涂層有時(shí)不能直接使用,必須進(jìn)行一系列的后處理.

用于防腐蝕的涂層,必須對涂層進(jìn)行封孔處理.選擇合適的封孔劑,要根據(jù)工件的工作介質(zhì)、環(huán)境、溫度及成本等多種因素進(jìn)行考慮.

對于承受高應(yīng)力載荷或沖擊磨損的工件,為了提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度,要對噴涂層進(jìn)行重熔處理(如火焰重熔、感應(yīng)重熔、激光重熔以及熱等靜壓等),使多孔的且與基體僅以機(jī)械結(jié)合的涂層變?yōu)榕c基材呈冶金結(jié)合的致密涂層.

有尺寸精度要求的,要對涂層進(jìn)行機(jī)械加工.選用合理的加工方法和相應(yīng)的工藝參數(shù)才能保證噴涂層機(jī)械加工的順利進(jìn)行和保證達(dá)到所要求的尺寸精度.4.涂層后處理

噴涂所得涂層有時(shí)不能直接使用,必須進(jìn)防腐蝕涂層抗磨損涂層抗高溫氧化和耐熱腐蝕涂層熱障涂層絕緣涂層尺寸恢復(fù)(維修)三.熱噴涂在工業(yè)中的應(yīng)用防腐蝕涂層三.熱噴涂在工業(yè)中的應(yīng)用防腐蝕涂層長期暴露在戶外大氣(海洋、工業(yè)及城鄉(xiāng)大氣)和不同介質(zhì)(海水、河水、溶劑及油類等)環(huán)境中的大型鋼鐵構(gòu)件,如輸變電鐵塔、鋼結(jié)構(gòu)橋、海上鉆井平臺、煤礦井架以及各種化工容器如儲罐等,受到不同程度的環(huán)境氧化和侵蝕.采用Al、Zn、Al-Zn合金及不銹鋼等涂層進(jìn)行防護(hù),可以獲得長期防護(hù)效果。在氣體腐蝕和化學(xué)腐蝕介質(zhì)工況下運(yùn)行的部件,可以根據(jù)具體工況(如介質(zhì)、濃度、溫度、壓力等)選擇合適的金屬、合金、陶瓷及塑料等涂層材料進(jìn)行防護(hù)。防腐蝕涂層長期暴露在戶外大氣(海洋、工業(yè)及城抗磨損涂層磨損是造成工業(yè)部門設(shè)備損壞的主要原因之一,可能產(chǎn)生磨損的工作條件包括沖刷、滑動(dòng)、沖擊、擦傷、侵蝕等.抗磨損涂層應(yīng)該是高硬度的,而且具有耐熱和耐化學(xué)腐蝕的性能.Fe、Ni、Co基自熔合金以及WC-Co和Cr3C2-NiCr等金屬陶瓷以及Al2O3、Cr2O3等陶瓷材料具有上述這些性能.他們的硬度可以達(dá)到HRC65以上，其耐磨性能是鍍硬鉻的5倍以上。采用涂層技術(shù)提高工件表面耐磨性的應(yīng)用非常廣泛，如活塞環(huán)、齒輪同步環(huán)噴涂Mo涂層,紡織機(jī)械中的羅拉、導(dǎo)絲鉤等零部件噴涂耐纖維磨損的Al2O3、Al2O3-TiO2陶瓷涂層，機(jī)械密封件噴涂WC-Co涂層、各種密封軸套、泵葉泵殼過流部位和閥門密封面噴涂Cr2O3、WC-Co等耐磨涂層,大馬力載重汽車曲軸及大型磨煤機(jī)、排風(fēng)機(jī)軸等采用Fe基合金材料進(jìn)行磨損修復(fù)和耐磨強(qiáng)化等。煉油機(jī)械待業(yè)常見的耐磨損涂層應(yīng)用有壓縮機(jī)活塞桿填料部位、滑動(dòng)軸承軸頸、油漿泵、灰漿泵、煙氣輪機(jī)葉片等。抗磨損涂層磨損是造成工業(yè)部門設(shè)備損壞的主要原抗高溫氧化和耐熱腐蝕涂層對于一些暴露在高溫腐蝕氣體中的部件，受到高溫、氣體腐蝕及氣流沖刷的作用，嚴(yán)重影響了設(shè)備的壽命和運(yùn)行的安全。抗高溫氧化及高溫腐蝕的材料除了必須抗高溫氧化和耐腐蝕外，還必須具有與基體材料相似的熱膨脹系數(shù)，才不會因溫度周期變化和局部過熱導(dǎo)致涂層抗熱疲勞性能下降。用作抗高溫氧化和高溫腐蝕的涂層材料有：NiCr、NiAl、MCrAl、MCrAlY(M=Co、Ni、Fe)及Hastiloy和Stellite合金等.這類涂層的典型應(yīng)用如鍋爐四管(水冷壁管、再熱器管、過熱器管及省煤器管)、水冷壁及煙氣熱管換熱器等，經(jīng)多年研究、實(shí)踐證明,采用電弧噴涂Ni-Cr、Fe-Cr-Al、Ni-Cr-Al、45CT等涂層能獲得良好的防護(hù)作用,使用壽命最長達(dá)9年。MCrAlY涂層用于航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片涂層以及作為渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、火焰筒等用熱障涂層的粘結(jié)底層。

抗高溫氧化和耐熱腐蝕涂層對于一些暴露在高溫?zé)嵴贤繉覼rO2、Al2O3

等陶瓷涂層，熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)低,，在高溫條件下對基體金屬具有良好的隔熱保護(hù)作用稱為熱障涂層。這種涂層一般由兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，一是由金屬作底層,另一則是由陶瓷作表層。有時(shí)為了降低金屬和陶瓷間的熱膨脹差異和改善涂層中的應(yīng)力分布,常在粘結(jié)底層和陶瓷面層間增加一過渡層，該過渡層或?yàn)橛傻讓咏饘俸兔鎸犹沾刹牧弦圆煌壤旌系亩鄬油繉?，或?yàn)橛山饘偌疤沾刹牧铣煞诌B續(xù)變化的涂層來形成所謂的成分(或功能)梯度涂層。金屬粘結(jié)底層為Co或Ni、加有Cr、Al、Y的合金材料，陶瓷材料最好采用由Y2O3穩(wěn)定的ZrO2，熱障涂層一般用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、閥門和火焰穩(wěn)定器等。熱障涂層ZrO2、Al2O3等陶瓷涂層，熔點(diǎn)絕緣涂層

陶瓷材料不僅具有高的硬度和優(yōu)良的耐磨性能，還具有十分優(yōu)良的絕緣性能，采用高能等離子噴涂的Al2O3涂層涂層致密、絕緣強(qiáng)度高，

是理想的絕緣涂層。

如果采用有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)對噴涂層再進(jìn)行封孔處理，則將獲得更為優(yōu)良的絕緣效果。目前這種高度絕緣的涂層已用于對高分子材料薄膜進(jìn)行活化處理的電暈放電輥表面，效果良好。

絕緣涂層陶瓷材料不僅具有高的硬度和優(yōu)良的耐磨性能，尺寸恢復(fù)涂層

隨著先進(jìn)制造技術(shù)及設(shè)備工程學(xué)的不斷發(fā)展，制造與維修將越來越趨于統(tǒng)一，“維修”已被賦予了更廣泛的含義，并稱為“重新制造”。重新制造所需能源約為制造新品的20%～60%，價(jià)格只有新品的30%～60%。許多采用熱噴涂技術(shù)處理過的舊零部件，其性能要優(yōu)于新品。熱噴涂是恢復(fù)零部件尺寸的一種經(jīng)濟(jì)而有效的方法.修復(fù)各種軸類和柱塞件是典型的應(yīng)用,包括迥轉(zhuǎn)軸、汽車軸、往復(fù)柱塞、軸頸和軋輥等。尺寸恢復(fù)涂層隨著先進(jìn)制造技術(shù)及設(shè)備工程學(xué)的不斷發(fā)尺寸恢復(fù)涂層--大型設(shè)備部件現(xiàn)場修復(fù)大型軸類零件可以在現(xiàn)場修復(fù)，如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸頸有劃傷，可制造專用工裝在現(xiàn)場進(jìn)行修復(fù)。尺寸恢復(fù)涂層--大型設(shè)備部件現(xiàn)場修復(fù)大型軸

尺寸恢復(fù)涂層

汽輪機(jī)、壓縮機(jī)汽缸中分面現(xiàn)場熱噴涂修復(fù)是熱噴涂恢復(fù)平面工件尺寸的一個(gè)成功的應(yīng)用例。汽缸在長期的使用中其中分面由于微振、熱汽流腐蝕及熱變形等而發(fā)生變形狀、面積不等及深淺各異的表面破壞，引起泄漏。采用熱噴涂對各破壞處進(jìn)行噴涂填補(bǔ)、打磨，恢復(fù)平面的尺寸精度。熱噴涂技術(shù)不失為重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和價(jià)格昂貴的汽缸的中分面現(xiàn)場修復(fù)的安全(不會發(fā)生變形)、簡便而高效的方法。解決大型汽輪機(jī)氣缸平面高壓蒸氣漏氣難題。

尺寸恢復(fù)涂層汽輪機(jī)、壓縮機(jī)汽缸中分面現(xiàn)場熱噴涂修尺寸恢復(fù)涂層尺寸恢復(fù)涂層石化行業(yè)的其它應(yīng)用

1、機(jī)械密封（或端面密封）：采用在金屬基體上噴涂復(fù)合陶瓷和金屬碳化物涂層制造機(jī)械密封動(dòng)、靜環(huán)，具有優(yōu)異的耐磨耐蝕性能，摩擦性系數(shù)小，能耗低，對靜環(huán)磨耗少，使用壽命均高于鍍硬鉻層和堆焊CoCrW焊層的4

～

5

倍。與燒結(jié)的硬質(zhì)合金環(huán)比，有成本低、機(jī)械性能好、不會產(chǎn)生崩裂的優(yōu)點(diǎn)。(蘭州賽格使用該項(xiàng)技術(shù))

另外，與之配副的密封靜環(huán),

如：鋁青銅、

M106K石墨、L516改性聚四氟乙烯等；由于摩擦系數(shù)特低,

達(dá)0.033

～

0.11

(干摩擦)，故與陶瓷涂層配副的靜環(huán)使用壽命均高于與鍍硬鉻配副的靜環(huán)3

～

4

倍。

涂層主要技術(shù)指標(biāo)：

涂層厚度0.2～0.3mm

結(jié)合強(qiáng)度20～30Mpa

涂層硬度HV800～1200

涂層孔隙率1～2%

摩擦系數(shù)<0.1(對石墨)f

精研表面粗糙度Ra0.05～0.1μm

石化行業(yè)的其它應(yīng)用1、機(jī)械密封（或端面密封）：采石化行業(yè)的應(yīng)用

2、閥門密封面：對大多數(shù)閥門來說,密封問題是首要問題，故障大都出現(xiàn)在閥芯上,主要原因是一般閥芯元件的耐磨性和耐腐蝕性較差。在閥門的閥芯元件上噴涂陶瓷可改進(jìn)其密封性能,提高其耐磨性能和耐腐蝕性能。對于工作在溫度達(dá)540℃，壓力達(dá)140MPa的含有腐蝕性砂漿的管道中的金屬座球閥，應(yīng)用超音速火焰噴涂WC-Co涂層、Cr2C3-NiCr涂層、Fe-Cr-Ni-Mo涂層或WC-Ni涂層，可大幅度改善球閥的耐腐蝕和耐沖蝕性能，提高使用可靠性和壽命。石化行業(yè)的應(yīng)用2、閥門密封面：對大多數(shù)閥門來說石化行業(yè)的應(yīng)用

3、各種閥門密封件的修復(fù)和制造

采用熱噴涂技術(shù)修復(fù)和制造閥門配件（門桿、閥芯、閥座），其表面噴涂硬質(zhì)合金，在850℃以內(nèi)硬度無明顯下降、不起氧化皮，抗沖蝕、汽蝕、水蝕、劃傷，提高壽命三倍以上。

PCV閥門閥芯(修復(fù)前)