眾所周知,除了少數貴金屬外,金屬材料會與周圍介質發生化學反應和電化學反應而遭受腐蝕.此外,金屬表面受各種機械作用而引起的磨損也極為嚴重.大量的金屬構件因腐蝕和磨損而失效,造成極大的浪費和損失.據一些工業發達國家統計,每年鋼材因腐蝕和磨損而造成的損失約占鋼材總產量的10%,損失金額約占國民經濟總產值的2-4%.如果將因金屬腐蝕和磨損而造成的停工、停產和相應引起的工傷、失火、爆炸事故等損失統計在內的話,其數值更加驚人.因此,發展金屬表面防護和強化技術,是各國普遍關心的重大課題.隨著尖端科學和現代工業的發展,各工業部門越來越多地要求機械設備能在高參數(高溫、高壓、高速度和高度自動化)和惡劣的工況條件(如嚴重的磨損和腐蝕)下長期穩定的運行.因此,對材料的性能也提出更高要求.采用高性能的高級材料制造整體設備及零件以獲得表面防護和強化的效果,顯然是不經濟的,有時甚至是不可能的。所以,研究和發展材料的表面處理技術就具有重大的技術和經濟意義。而表面處理技術也在這種需求的推動下獲得了飛速的發展和提高.

  熱噴涂技術就是這種表面防護和強化的技術之一,是表面工程中一門重要的學科.所謂熱噴涂,就是利用某種熱源,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,然后借助焰流本身的動力或外加的高速氣流霧化并以一定的速度噴射到經過預處理的基體材料表面,與基體材料結合而形成具有各種功能的表面覆蓋涂層的一種技術。

  熱噴涂工藝

  熱噴工藝過程如下：

  工件表面預處理→工件預熱→噴涂→涂層后處理

  1.表面預處理

  為了使涂層與基體材料很好地結合,基材表面必須清潔及粗糙,凈化和粗化表面的方法很多,方法的選擇要根據涂層的設計要求及基材的材質、形狀、厚薄、表面原始狀況以及施工條件等因素而定.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合強度.同時基材表面粗化還改變涂層中的殘余應力分布,對提高涂層的結合強度也是有利的.粗化處理的方法有噴砂、機械加工法(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，常用的噴砂介質有氧化鋁、碳化硅和冷硬鑄鐵等。噴砂時，噴砂介質的種類和粒度、噴砂時風壓的大小等條件必須根據工件材質的硬度、工件的形狀和尺寸等進行合理的選擇。對于各種金屬基體，推薦采用的砂粒粒度約為16－60號砂，粗砂用于堅固件和重型件的噴砂，噴砂壓力為0.5－0.7Mpa，薄工件易于變形，噴砂壓力為0.3－0.4Mpa。特別值得注意的一點是，用于噴砂的壓縮空氣一定要是無水無油的，否則會嚴重影響涂層的質量。噴涂前工件表面的粗化程度對大多數金屬材料來說2.5－13μmRa就夠了。隨著表面粗糙度的增加涂層與基體材料的結合

  增強，但是當表面粗糙度超過10μmRa后，涂層結合強度的提高程度便會減低。對于一些與基材粘結不好的涂層材料,還應選擇一種與基體材料粘結好的材料噴涂一層過渡層,稱為粘結底層,常用作粘結底層的材料有Mo、NiAl、NiCr及鋁青銅等.粘結底層的厚度一般為0.08－0.18μm。

  采用何種噴涂方法進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，但對某種應用來說總有一種方法是最好的。

  預處理好的工件要在盡可能短的時間內進行噴涂,噴涂參數要根據涂層材料、噴槍性能和工件的具體情況而定,優化的噴涂條件可以提高噴涂效率、并獲得致密度高、結合強度高的高質量涂層.

  4.涂層后處理

  噴涂所得涂層有時不能直接使用,必須進行一系列的后處理.

  相關標簽：陽極化處理,噴涂,拉絲處理,表面處理