热喷涂技术的原理及工艺

等离子喷涂是以等离子火焰当作热源来对喷涂材料进行加热。用于等离子喷涂的等离子体是由电离子的原子、分子、离子以及电子所构成的导电气体。当气体中的原子被激发至高能级时，这些原子便会释放出电子。

热喷涂技术的原理及工艺

等离子喷涂通常在大气环境中进行喷涂。为避免喷涂材料氧化，可在充满低压保护气体的真空室内进行，这种方式被称为真空等离子喷涂。然而，在真空等离子喷涂中，束流密度较低，这会导致热能和动能的转移率降低，对于喷涂高熔点的材料来说反而不利。

等离子喷涂的最大优势在于焰流温度高，并且喷涂材料的适用面较为广泛，尤其适合喷涂高熔点的材料。等离子喷涂层的密度能够达到理论密度的 85%至 98%，在真空喷涂的情况下可以达到 95%左右，其结合强度也很高，约为 35 左右。同时，涂层中夹杂的物质较少，喷涂质量远远优于火焰喷涂层。

超音速火焰喷涂简称的方式主要是：利用高压水冷的反应腔以及细长的喷射管，把燃料和氧气送入反应腔让其燃烧，从而产生高压火焰。另外一种方法是：将燃料和氧气通过高压喷射，在喷嘴外进行燃烧，用高压气体从喷嘴内轴向把喷射粉末送入火焰中，接着通过嘴外空气罩中的压缩气体对燃烧火焰进行压缩和加速，最后将熔融的粉末喷向基板。

3热喷涂技术的应用

采用热喷涂技术能够喷涂耐各种介质腐蚀的保护涂层。不锈钢、镍合金、蒙乃尔合金、青铜等金属涂层的电极电位比钢铁高，所以容易在涂层孔隙处出现电化学腐蚀。这些金属涂层只适用于机械部件，像柱塞泵的活塞和活塞杆、液压油缸、船舶尾轴、阀门等，并且必须进行封孔处理。

热喷涂技术将其应用于机械零部件表面，以喷涂耐磨涂层。这样做能延长零件的使用寿命，还能修复磨损失效的机械零件。例如，在汽轮机转子、密封轴颈、活塞环等滑动磨损部位，会喷涂各种铁基或镍基耐磨合金涂层。

热喷涂技术可用于改善机械零件的抗高温氧化性能。其中，超音速火焰喷涂 - NiCr 涂层在 900℃以下是非常好的耐磨涂层，且是冶金工业中连续退火炉炉底的主要高温保护涂层，可用于喷涂耐高温涂层。

热喷涂技术可在电气工业中广泛应用。其一，可喷涂屏蔽涂层，以消除电磁波和无线电波的干扰，并且能清除静电放电火花；其二，用电弧喷涂锌涂层，能够提高高能级的衰减。

热喷涂制造机械零件是近年来迅速发展的一项特殊制造技术，其中包括喷涂成型。例如，可采用电弧喷涂来制造冲压塑料和皮革制品件模具，还可以采用等离子喷涂陶瓷或耐火金属喷嘴等。

4热喷涂技术的新进展

热喷涂技术不断改进和完善，其应用领域得以不断拓展。现代等离子喷涂技术采用了计算机控制系统，这样一来，工作强度大幅度降低，出错率也减小了。大功率等离子喷涂技术出现了。