超音速喷涂、超音速等离子喷涂、燃气爆炸喷涂技术在抗腐化侵蚀 涂层中应用,可制备结合强度高(50~100MPa),孔隙率极低(〈=1.5%)的优质涂层,并获得很好的应用效果。涂层封孔剂方面的研究进展据不完全统计,我国研制成功并实施应用的达近百种。其中绝大部分用于常温、弱介质环境涂层封孔。用于恶劣(liè)工况环境的封孔剂根据资料介绍,目前已经有20多种可用于包括(bāo kuò)王水在内的介质环境涂层封孔,其中5种可在200度以上长期使用,耐温高达500度,有10种封孔剂可用于食品以及医药行业。
汽车行业的应用:为了提高汽车的性能,减少汽车的能耗和适应环保要求,热喷涂技术在汽车制造行业有了较大的发展。超音速喷涂在喷涂机喷嘴出口处产生的焰流速度一般为音速的4倍,即约1520m/s,高可高达2400m/s(具体与燃烧气体种类,混合比例,流量,粉末质量和粉末流量等有关)。粉末撞击到工件表面的速度估计为550-760m/s,与爆炸喷涂相当。超音速喷涂燃料航空煤油与助燃剂(O2)以一定的比例导入燃烧室内混合,爆炸式燃烧,因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得超音速。由于汽车工业属大工业化生产,一个成熟的工艺技术,往往形成的批量生产是很可观的。目前已形成批量产品的有同步环、活塞环,发动机(Engine)的气门挺杆以及氧(Oxygen)敏传感器探头等部件的热喷涂,其他许多部件仍在工业性试验中,或尚未形成批量生产,表2给出汽车工业零部件采用的涂层材料和工艺。
为了减轻整车质量达到降低能耗,逐步采用铝合金(alloy)取代传统金属材料(Material),同时还要保持或提高原设计和选用材料的性能。超音速喷涂燃料航空煤油与助燃剂(O2)以一定的比例导入燃烧室内混合,爆炸式燃烧,因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得超音速。因此,在铝合金上制备不同涂层的热喷涂技术,目前正针对不同需求开展研究(research)。其次,非传统的功能性涂层,如高隔热涂层、低噪声涂层、磁性传感功能涂层、高精度抗蚀涂层、代铬涂层均有较好的应用前景。再者,等离子喷涂工艺在汽车制造工业中仍有强劲的生命力,且对其自动化、智能化、高精度、高效率要求越来越高,其原因是应适合汽车零部件生产(Produce)大批量、低成本、高质量的要求。
造船工业的应用:除了船用动力系统的排气阀,活塞(piston)环、缸套等部件按类似汽车工业的如大型船舶(释义:船只总称)的艉轴、轴承座、发电机、舵机、锚机等辅机轴,各种阀门(功能:截止、导流、稳压、分流等)密封面、泵轴套、柱塞、机械密封环等运动部件。往往由于关键(解释:比喻事物的重要组成部分)部位磨损超差,不能使用,针对部件材质、磨损形式和使用条件,采取适当涂层进行修复,经济(jīng jì)效益十分可观。航道疏浚用的挖泥船,大量零部件如泥斗、耙头、铰刀(卷名:机械工程)、铲齿、泥泵叶轮等被泥沙磨损需修复。为提高部件的耐磨损性,主要过用Ni60或Ni60+WC等硬质火焰喷焊层进行修复,较原部件提高寿命达数倍,效果明显。
航空发动机(Engine)的应用:航空发动机某些零部件的磨损(零部件失效的一种基本类型)问题也是严重的,在服役期间,有的发动机低压转子(rotor)转速5000r/min,高压转子转速15000r/min;并在极高负载和各种频率的振动下工作,从而产生各种机理的磨损,这些磨损仅靠改变基体材料是达不到要求的。据统计,1976年前发动机零部件60%因磨损而报废,采用耐磨涂层后报废率降到30%,目前采用爆炸喷涂和HVOF喷涂涂层已有50多种在航空产品零件上获得应用,如高低压压气机叶片、涡轮(Turbo)叶片、轮毂封严槽、齿轮轴、火焰筒外壁、衬套、副翼滑轨、制动装置等。目前国内开发的某新机种上,规定采用十几种热喷涂涂层(主要是耐磨涂层)数百个零件,其中四种关键的耐磨涂层必要采用结合强度好、涂层致密度(单位:g/cm3或kg/m3)高的爆炸喷涂和HVOF喷涂工艺制备。 |