超音速噴涂、超音速等離子噴涂、燃?xì)獗▏娡考夹g(shù)在抗腐化侵蝕 涂層中應(yīng)用,可制備結(jié)合強(qiáng)度高(50~100MPa),孔隙率極低(〈=1.5%)的優(yōu)質(zhì)涂層,并獲得很好的應(yīng)用效果。涂層封孔劑方面的研究進(jìn)展據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)研制成功并實(shí)施應(yīng)用的達(dá)近百種。其中絕大部分用于常溫、弱介質(zhì)環(huán)境涂層封孔。用于惡劣(liè)工況環(huán)境的封孔劑根據(jù)資料介紹,目前已經(jīng)有20多種可用于包括(bāo kuò)王水在內(nèi)的介質(zhì)環(huán)境涂層封孔,其中5種可在200度以上長(zhǎng)期使用,耐溫高達(dá)500度,有10種封孔劑可用于食品以及醫(yī)藥行業(yè)。
汽車行業(yè)的應(yīng)用:為了提高汽車的性能,減少汽車的能耗和適應(yīng)環(huán)保要求,熱噴涂技術(shù)在汽車制造行業(yè)有了較大的發(fā)展。超音速噴涂在噴涂機(jī)噴嘴出口處產(chǎn)生的焰流速度一般為音速的4倍,即約1520m/s,高可高達(dá)2400m/s(具體與燃燒氣體種類,混合比例,流量,粉末質(zhì)量和粉末流量等有關(guān))。粉末撞擊到工件表面的速度估計(jì)為550-760m/s,與爆炸噴涂相當(dāng)。超音速噴涂燃料航空煤油與助燃劑(O2)以一定的比例導(dǎo)入燃燒室內(nèi)混合,爆炸式燃燒,因燃燒產(chǎn)生的高溫氣體以高速通過膨脹管獲得超音速。由于汽車工業(yè)屬大工業(yè)化生產(chǎn),一個(gè)成熟的工藝技術(shù),往往形成的批量生產(chǎn)是很可觀的。目前已形成批量產(chǎn)品的有同步環(huán)、活塞環(huán),發(fā)動(dòng)機(jī)(Engine)的氣門挺桿以及氧(Oxygen)敏傳感器探頭等部件的熱噴涂,其他許多部件仍在工業(yè)性試驗(yàn)中,或尚未形成批量生產(chǎn),表2給出汽車工業(yè)零部件采用的涂層材料和工藝。
為了減輕整車質(zhì)量達(dá)到降低能耗,逐步采用鋁合金(alloy)取代傳統(tǒng)金屬材料(Material),同時(shí)還要保持或提高原設(shè)計(jì)和選用材料的性能。超音速噴涂燃料航空煤油與助燃劑(O2)以一定的比例導(dǎo)入燃燒室內(nèi)混合,爆炸式燃燒,因燃燒產(chǎn)生的高溫氣體以高速通過膨脹管獲得超音速。因此,在鋁合金上制備不同涂層的熱噴涂技術(shù),目前正針對(duì)不同需求開展研究(research)。其次,非傳統(tǒng)的功能性涂層,如高隔熱涂層、低噪聲涂層、磁性傳感功能涂層、高精度抗蝕涂層、代鉻涂層均有較好的應(yīng)用前景。再者,等離子噴涂工藝在汽車制造工業(yè)中仍有強(qiáng)勁的生命力,且對(duì)其自動(dòng)化、智能化、高精度、高效率要求越來越高,其原因是應(yīng)適合汽車零部件生產(chǎn)(Produce)大批量、低成本、高質(zhì)量的要求。
造船工業(yè)的應(yīng)用:除了船用動(dòng)力系統(tǒng)的排氣閥,活塞(piston)環(huán)、缸套等部件按類似汽車工業(yè)的如大型船舶(釋義:船只總稱)的艉軸、軸承座、發(fā)電機(jī)、舵機(jī)、錨機(jī)等輔機(jī)軸,各種閥門(功能:截止、導(dǎo)流、穩(wěn)壓、分流等)密封面、泵軸套、柱塞、機(jī)械密封環(huán)等運(yùn)動(dòng)部件。往往由于關(guān)鍵(解釋:比喻事物的重要組成部分)部位磨損超差,不能使用,針對(duì)部件材質(zhì)、磨損形式和使用條件,采取適當(dāng)涂層進(jìn)行修復(fù),經(jīng)濟(jì)(jīng jì)效益十分可觀。航道疏浚用的挖泥船,大量零部件如泥斗、耙頭、鉸刀(卷名:機(jī)械工程)、鏟齒、泥泵葉輪等被泥沙磨損需修復(fù)。為提高部件的耐磨損性,主要過用Ni60或Ni60+WC等硬質(zhì)火焰噴焊層進(jìn)行修復(fù),較原部件提高壽命達(dá)數(shù)倍,效果明顯。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)(Engine)的應(yīng)用:航空發(fā)動(dòng)機(jī)某些零部件的磨損(零部件失效的一種基本類型)問題也是嚴(yán)重的,在服役期間,有的發(fā)動(dòng)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子(rotor)轉(zhuǎn)速5000r/min,高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速15000r/min;并在極高負(fù)載和各種頻率的振動(dòng)下工作,從而產(chǎn)生各種機(jī)理的磨損,這些磨損僅靠改變基體材料是達(dá)不到要求的。據(jù)統(tǒng)計(jì),1976年前發(fā)動(dòng)機(jī)零部件60%因磨損而報(bào)廢,采用耐磨涂層后報(bào)廢率降到30%,目前采用爆炸噴涂和HVOF噴涂涂層已有50多種在航空產(chǎn)品零件上獲得應(yīng)用,如高低壓壓氣機(jī)葉片、渦輪(Turbo)葉片、輪轂封嚴(yán)槽、齒輪軸、火焰筒外壁、襯套、副翼滑軌、制動(dòng)裝置等。目前國(guó)內(nèi)開發(fā)的某新機(jī)種上,規(guī)定采用十幾種熱噴涂涂層(主要是耐磨涂層)數(shù)百個(gè)零件,其中四種關(guān)鍵的耐磨涂層必要采用結(jié)合強(qiáng)度好、涂層致密度(單位:g/cm3或kg/m3)高的爆炸噴涂和HVOF噴涂工藝制備。 |