20131105冷噴涂技術(shù)調(diào)研

1、作者：Pan Hon glia ng僅供個(gè)人學(xué)習(xí)冷噴涂調(diào)研一、原理介紹冷噴涂技術(shù)(CS : Cold Spray)，又稱為氣體動(dòng)力噴涂技術(shù)，是指當(dāng)具有一定塑性的高速固態(tài)粒子與基體碰撞后，經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈的塑性變形而發(fā)生沉積形成涂層 的方法。通常條件下，一般的概念是當(dāng)固態(tài)粒子碰撞到某種基體后將產(chǎn)生固態(tài)粒 子對(duì)基體的沖蝕作用。通俗來(lái)講，冷噴涂技術(shù)不同于傳統(tǒng)熱噴涂（超速火焰噴涂，等離子噴涂，爆 炸噴涂等傳統(tǒng)熱噴涂），它不需要將噴涂的金屬粒子融化，冷噴涂采用壓縮空氣 加速金屬粒子到零界速度，經(jīng)噴嘴噴出，金屬粒子直擊到基體表面后發(fā)生物理形 變。金屬粒子撞扁在基體表面并牢固附著，整個(gè)過(guò)程金屬粒子沒(méi)有被融化，噴涂

2、基體表面產(chǎn)生的溫度不會(huì)超過(guò)150 C （加拿大材料科學(xué)院NRC技術(shù)不超過(guò)200 C）。冷噴涂原理如圖1所示。冷噴涂過(guò)程中，高速粒子撞擊基體后，是形成涂層還是對(duì)基體產(chǎn)生噴丸或沖 蝕作用，或是對(duì)基體產(chǎn)生穿孔效應(yīng)，取決于粒子撞擊基體前的速度。對(duì)于一種材 料存在著一臨界速度Vc,當(dāng)粒子速度大于Vc時(shí)，粒子碰撞后將沉積于基體表面， 而當(dāng)粒子速度小于 Vc時(shí)，將發(fā)生沖蝕現(xiàn)象（基體表面損壞，金屬粒子掉落）。 Vc因粉末種類而異，一般約500700m/s，具體見(jiàn)表1。因此，為了增加氣流的 速度，從而提高粒子的速度，冷噴涂技術(shù)還可以將加速氣體預(yù)熱后送入噴槍，通常預(yù)熱溫度小于600 C；同時(shí)為了獲得高的粒子速度與

3、沉積效率，要求粉末粒 子粒度及其分布范圍要小，一般為150um。表1不同金屬粒子的臨界速度（m/s）材料銅鎳鐵鋁臨界速度560580620640620640680700冷噴涂技術(shù)根據(jù)壓縮空氣的壓力不同，分為高壓冷噴涂和低壓冷噴涂，其中 高壓冷噴涂使用的壓縮空氣為15個(gè)大氣壓（psi）以上，低壓冷噴涂使用的壓縮 空氣為10個(gè)大氣壓（psi）以下。對(duì)比傳統(tǒng)熱噴涂技術(shù)，高壓以及低壓冷噴涂的 技術(shù)有以下共同優(yōu)勢(shì)： 可以用于噴涂多類別的、具有一定塑性的材料，獲得導(dǎo)電、導(dǎo)熱、防腐、 耐磨等涂層等，比如純金屬鋅、鋁、銅、鐵、鎳、鈦等，不銹鋼、青銅等合金， 也可以制備NICR基高溫合金等。 冷噴涂粒子低溫而高

4、速，可以避免粒子在加速與加熱過(guò)程發(fā)生的物理化 學(xué)反應(yīng)，適用于對(duì)溫度敏感（納米、非晶等）、對(duì)氧化敏感（Cu、Ti等）和對(duì)相 變敏感（金屬陶瓷）材料的涂層制備。 對(duì)基體的熱影響小。被噴涂基體的表面瞬間溫度不超過(guò)150度，體感溫度 為70度（具體溫度與噴涂粒子的速度、噴槍移動(dòng)的速度有關(guān)），可以避免基體熱 變形、材料組織發(fā)生破壞。 可以在任何金屬、玻璃、陶瓷和巖石表面噴涂。 噴涂致密性好，涂層厚度大，可以達(dá)到 10mm以上。由于高速粒子經(jīng)過(guò) 劇烈塑性變形實(shí)現(xiàn)沉積，涂層組織致密，并在涂層將產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力，可以制 備厚涂層。 金屬粒子可以回收。由于沒(méi)有經(jīng)歷明顯的熱過(guò)程，基本不發(fā)生組織結(jié)構(gòu)的 變化，未沉積

5、的粒子，可以回收利用。圖2冷噴涂涂層圖二、冷噴涂的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀冷噴涂概念于1990年提出，其緣起于80年代中期前蘇聯(lián)科學(xué)院，在用示蹤 粒子進(jìn)行超音速風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)粒子的速度超過(guò)某一臨界速度時(shí)，示蹤粒子 對(duì)靶材表面的作用從沖蝕轉(zhuǎn)變?yōu)榧铀俪练e。1995年，最先參與冷噴涂研究的原蘇聯(lián)研究者Papyrin在美國(guó)召開(kāi)的全美熱噴涂會(huì)議上與美國(guó)學(xué)者聯(lián)合發(fā)表相關(guān) 研究結(jié)結(jié)果。2000年，在加拿大召開(kāi)的國(guó)際熱噴涂會(huì)議上，組織了冷噴涂技術(shù) 討論會(huì)，由此，冷噴涂技術(shù)在國(guó)際上引起了廣泛的關(guān)注。 近幾年來(lái)，美國(guó)、德國(guó)、 英國(guó)、日本、中國(guó)等世界主要國(guó)家的高校、 研究機(jī)構(gòu)對(duì)冷噴涂技術(shù)開(kāi)展了大量的 研究工作。具體

6、如下：1、俄羅斯1990年，俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院理論與應(yīng)用力學(xué)研究所率先提出了冷噴涂”概念，隨后科學(xué)家們對(duì)冷噴涂技術(shù)的理論、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究，如對(duì) 超音速雙相氣流的加速和阻尼的細(xì)致研究、 建立數(shù)學(xué)公式，分析不同壓力、溫度 和驅(qū)動(dòng)氣體情況下，評(píng)估粒子噴出的速度；建立了冷噴涂過(guò)程中的統(tǒng)計(jì)學(xué)模型； 研究了氣流與阻礙物的熱容量影響和顆粒沖擊阻礙物時(shí)的變形量，能得出噴涂技術(shù)的優(yōu)化條件；探索冷噴涂技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)的具體方案，力求以空氣作為驅(qū)動(dòng)氣體。 這些研究為冷噴涂設(shè)備的研制奠定了基礎(chǔ)。俄羅斯奧柏尼斯克粉末噴涂中心，在奧 費(fèi)克留也夫的領(lǐng)導(dǎo)下，徹底改變了氣體動(dòng)力噴涂技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。他們提出，只用10大氣

7、壓以下的空氣就實(shí)現(xiàn)了純金屬與金屬粒子和陶瓷粉末混合物的氣體動(dòng)力噴涂技術(shù)。他們?cè)诩铀贇饬髦型瑫r(shí)輸入陶瓷顆粒，以陶瓷顆粒的動(dòng)能補(bǔ)充金屬顆粒動(dòng)能的不足。已加速的陶瓷顆 粒與基體相互作用，對(duì)所形成的涂層進(jìn)行動(dòng)力加工。由此獲得密實(shí)均勻的塑性金 屬涂層，例如，鋁、銅、鋅和鎳。這種動(dòng)力金屬化過(guò)程稱為”聚美特” （Dymet）技術(shù)。聚美特”技術(shù)采用了空氣噴涂，氣體消耗量為0.5立方米/分，壓力為58大 氣壓。金屬顆粒沉積的效率比其他方法低，約為50%，因?yàn)榧尤腚p相混合物中的陶瓷顆粒，基本上被基體彈回?？偟某练e效率約 20-30%。由于氣體消耗小，總 生產(chǎn)效率同樣受到粉末材料消耗的限制，為 克/秒。圖3聚美特技

8、術(shù)原理示意圖2、烏克蘭在烏克蘭，科學(xué)家們對(duì)氣體動(dòng)力噴涂技術(shù)進(jìn)行了研究。 他們采用空氣（加熱 250攝氏度，壓力為18大氣壓）作為驅(qū)動(dòng)氣體，確定了噴涂尺寸大于 50微米顆粒 應(yīng)用的可能，因?yàn)楫?dāng)超音速氣流處于絕熱冷卻時(shí)， 它們?cè)趪娮鞌U(kuò)展部分，緩慢變 涼。3、美國(guó)美國(guó)冷噴涂技術(shù)研究始于 90年代中期，由巴比林和美國(guó) Sandia National Laboratories實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合開(kāi)始研究，他們?cè)O(shè)計(jì)了氣體動(dòng)力噴涂的基礎(chǔ)裝置。Ktech公司生產(chǎn)了工業(yè)化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的氣體動(dòng)力噴涂設(shè)備，氣壓達(dá)30大氣壓，功率為25千瓦。ASB工業(yè)公司改善了冷噴涂設(shè)備的操作性能。設(shè)備使用的關(guān)健 問(wèn)題在于，當(dāng)強(qiáng)加熱雙相混合物

9、時(shí)，金屬顆粒在噴嘴臨界斷面處沉積很嚴(yán)重； 并 研究看尺寸為50-150微米顆粒的噴涂技術(shù)。美國(guó)國(guó)防研究實(shí)驗(yàn)室和賓夕尼亞大 學(xué)也從事了噴涂技術(shù)優(yōu)化的研究工作，其中從事改善驅(qū)動(dòng)噴嘴特性的優(yōu)化，最佳 噴涂粉末材料的選擇，以及所噴制的涂層性質(zhì)研究和確定它們?cè)诟鞣N技術(shù)任務(wù)中 應(yīng)用。4、英國(guó)在英國(guó)有劍橋大學(xué)、利物浦大學(xué)和諾丁漢大學(xué)從事冷噴技術(shù)的研究，主要科研方向是研究采用純氦氣冷噴涂技術(shù)所獲得的涂層性質(zhì)，探索利用冷噴技術(shù)直接制造給定形狀零件的可能性。5、加拿大加拿大材料科學(xué)研究院(CNRC NRC )的低溫噴涂技術(shù)能實(shí)現(xiàn)200 C以下溫 度的噴涂，涂層厚度4mm。該技術(shù)噴射粒子速度達(dá)到1200米/秒，涂層

10、硬度可 以通過(guò)金屬粒子原料的硬度來(lái)控制。據(jù)NRC反映，其部分粒子供應(yīng)商來(lái)自中國(guó)。 該技術(shù)可以對(duì)零件的內(nèi)外表面進(jìn)行噴涂， 其中中空件內(nèi)部噴涂時(shí)內(nèi)徑應(yīng) 70mm, 在噴涂之前需采用鋁砂對(duì)零件表面進(jìn)行處理。對(duì)于該技術(shù)，噴涂的設(shè)備、原料 均可直接采購(gòu)，重難點(diǎn)在于噴涂的工藝研究，NRC不制造設(shè)備，他們主要研究對(duì)不同的原料、不同的零件材料，進(jìn)行噴涂的具體工藝要求。加拿大渥太華大學(xué)采用了純氦氣和氮?dú)庾鳛閲娚錃怏w，對(duì)冷噴技術(shù)和涂層性質(zhì)進(jìn)行了大量的研究，主要是改善噴嘴中顆粒驅(qū)動(dòng)技術(shù)和在各種工藝過(guò)程中應(yīng)用 的可能性。6日本日本旬宿大學(xué)從事優(yōu)化噴嘴的研究工作。 他們發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)重顆粒的噴嘴長(zhǎng)度可 以大大地增大；并在臨界

11、斷面之后，采用垂直供金屬粒子的方法，避免了當(dāng)強(qiáng)預(yù) 熱氣體時(shí)，在臨界斷面處沉積顆粒的毛病，而且縮短了加速的長(zhǎng)度。7、德國(guó)德國(guó)漢堡的博得斯維拉大學(xué)，對(duì)冷噴技術(shù)也進(jìn)行的大力的研究。德國(guó)研究者 在數(shù)學(xué)模擬和實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，建立了冷噴技術(shù)的細(xì)致模型，并獲得了顆粒在涂 層上固化的標(biāo)準(zhǔn)條件。他們確定，當(dāng)顆粒在沖擊阻礙物時(shí)，超過(guò)臨界速度會(huì)產(chǎn)生 絕熱移動(dòng)的不穩(wěn)性，促使顆粒產(chǎn)生塑性變形，并固定在阻礙物上。他們?cè)谶@些研 究的基礎(chǔ)上，確定了各種金屬顆粒的臨界速度值，并研制了冷噴技術(shù)用的優(yōu)化圓 口噴嘴。CGT公司在上述研究基礎(chǔ)上，生產(chǎn)了氣體動(dòng)力噴涂設(shè)備，功率為30千瓦。為了達(dá)到高效的沉積和高質(zhì)量的涂層，設(shè)備中采用氦氣作

12、為工作氣體。8、中國(guó)我國(guó)也有很多大學(xué)和科研院所對(duì)冷噴涂技術(shù)展開(kāi)了研究，主要西安交通大學(xué)、 中科院金屬研究所、哈爾濱焊接研究所、大連理工大學(xué)、北京科技大學(xué)、上海交 通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等。(1) 西安交通大學(xué)西安交通大學(xué)材料學(xué)院金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、焊接研究所熱噴涂實(shí) 驗(yàn)室，以青年教師和優(yōu)秀的研究生為生力軍，經(jīng)過(guò) 20年的發(fā)展，獲得了如下技 術(shù)成果：超音速火焰噴涂系統(tǒng)（1995年在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)研制成功）；常壓/真空冷噴涂 系統(tǒng)（2003年國(guó)內(nèi)率先研制成功）；微束等離子噴涂系統(tǒng)（1997年國(guó)內(nèi)首家研制 成功）；液料火焰噴涂系統(tǒng)（2000年國(guó)內(nèi)率先研制成功）；高速飛行粒子狀態(tài)在 線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（199

13、9年國(guó)內(nèi)率先研制成功）；真空等離子噴涂-物理氣相沉積系統(tǒng)（PS-PVD ）等噴涂制備設(shè)備（在建）等，形成了多樣化、國(guó)內(nèi)最齊全的涂層制 備與檢測(cè)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室同時(shí)在冷噴涂特性，冷噴涂銅粒子參量對(duì)碰撞行為的影響， 冷噴涂納 米結(jié)構(gòu)，利用冷噴涂制備WC-CO涂層、NiCrAlY涂層、鎳基金剛石涂層等方面形， 取得了大量的研究成果，開(kāi)發(fā)的高性能涂層技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電力、石化、機(jī)械、 冶煉、材料等領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。焊接研究所熱噴涂實(shí)驗(yàn)室可承接冷噴涂系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造、各式涂層工藝、 零件噴涂修復(fù)等技術(shù)服務(wù)。圖4西安交通大學(xué)冷噴涂設(shè)備系統(tǒng)圖（2）中科院金屬研究所（沈陽(yáng)）中科院金屬研究所沈陽(yáng)

14、先進(jìn)材料研發(fā)中心在冷噴涂技術(shù)及涂層制備方面具有深入的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研制了IMR M6000冷噴涂設(shè)備，該設(shè)備具有手動(dòng)和自動(dòng)化控制可用機(jī)械手操作的兩種型號(hào)，獲得了多項(xiàng)國(guó)家專利，已為浙江工業(yè)大學(xué)、江西恒大集團(tuán)、沈陽(yáng)新同正公司、華北石油運(yùn)通公司、中科院嘉興工 程中心等單位設(shè)計(jì)制造了氣體動(dòng)力噴涂設(shè)備多臺(tái)。圖5 IMR M6000冷噴涂設(shè)備（3）哈爾濱焊接研究所（機(jī)械科學(xué)院）哈爾濱焊接研究所超2007音速冷氣噴涂設(shè)備、工藝的研究和開(kāi)發(fā)取得了一 定的研究成果，目前已經(jīng)獲得銅、鋅、鋁、鎳、鉬、鎳 -鋁、鎳鉻合金等材料的 超音速冷噴涂涂層。無(wú)論是冷噴涂設(shè)備還是涂層性能，都達(dá)到了俄羅斯科學(xué)院西 伯利亞分院

15、的水平。在超音速冷噴涂成套技術(shù)與設(shè)備方面，已經(jīng)具備了商品化的 條件。此外，眾多專家預(yù)測(cè)超音速冷噴涂技術(shù)一個(gè)非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域是生產(chǎn)納 米涂層或納米化層，目前哈爾濱焊接研究所已經(jīng)應(yīng)用超音速冷氣噴涂技術(shù)在 316L和40Cr鋼表面制作出平均為30納米的納米化層。（4）大連理工大學(xué)大連理工大學(xué)熱力渦輪機(jī)教研室于1996年建立了常溫下超音速起、固兩相 流制備功能涂層實(shí)驗(yàn)裝置，就金屬粒子（鋅粉、鈦粉等）進(jìn)行了冷噴涂實(shí)驗(yàn)，獲 得了優(yōu)質(zhì)涂層。該實(shí)驗(yàn)裝置為冷噴涂機(jī)理的研究提供了實(shí)驗(yàn)、分析手段。同時(shí)， 近年來(lái)該教研室在冷氣體動(dòng)力學(xué)噴涂制備功能涂層機(jī)理、超音速氣流冷噴涂材料 改性方法等方面展開(kāi)了研究工作。三、冷噴

16、涂設(shè)備供應(yīng)商冷噴涂設(shè)備的基本原理如圖6所示。由6部分組成，分別為：噴槍系統(tǒng)、送 粉系統(tǒng)、氣體溫度控制系統(tǒng)、氣體調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、高壓氣源以及粉末回收系統(tǒng)。 目前市場(chǎng)上的冷噴涂設(shè)備均在這個(gè)框架內(nèi)設(shè)計(jì)。圖6冷噴涂系統(tǒng)構(gòu)成圖國(guó)際上第一套臺(tái)式冷噴涂裝置由俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院理論與應(yīng)用力學(xué)研究所研制，后來(lái)為了便于現(xiàn)場(chǎng)使用，設(shè)計(jì)了便攜式裝置及手提噴槍。目前冷 噴涂設(shè)備能批量生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)的單位有： CGT公司（德國(guó)）、IMC公司（新西伯 利亞）、Inovati公司（美國(guó)）、OPSC公司（俄羅斯）和Plasma Giken公司（日 本）等。其中，德國(guó)、美國(guó)、新西伯利亞只對(duì)高壓進(jìn)行研究，俄羅斯的OPSC中心研究

17、低壓冷噴涂技術(shù)。因?yàn)楦邏杭夹g(shù)存在一定的弊端，目前被廣泛推廣的冷 噴涂設(shè)備仍集中于低壓冷噴涂技術(shù)。五家主要技術(shù)參數(shù)列入下表:企業(yè)名稱CGT（德國(guó)）Plasma Gike n 日本Ino vati（美國(guó)）IMC（新西伯利亞）OPSC（俄羅 斯）設(shè)備型號(hào)Kin eticsPCSKMHTA-5Dymet工作氣體氮/氦氮/氦氦空氣空氣壓力，大氣壓25-405-63515-205-8耗氣量，2-40.220.4立方米/分功率，千瓦30-47602.5183.3同時(shí)，國(guó)內(nèi)也有一些科研院所如西安交通大學(xué)、 中科院金屬研究所、西北工 業(yè)大學(xué)等自制了冷噴涂設(shè)備，這些自制的設(shè)備是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)制造的； 它們大 多數(shù)

18、，不是單臺(tái)為從事實(shí)驗(yàn)研究工作用，就是為了某項(xiàng)特定任務(wù)的需要而設(shè)計(jì)制造的，因此僅制造了少量臺(tái)數(shù)，沒(méi)有大批量生產(chǎn)。（1）CGT公司（德國(guó)）CGT公司在俄羅斯專利基礎(chǔ)上研發(fā)了冷噴涂裝置，于2001年向市場(chǎng)推出了Kin etiks-3000 型，后經(jīng)改進(jìn)推出了 Ki netiks-4000 型、Ki netiks-8000 型 Kinetiks-2000型手提式型。該在電氣工業(yè)中得到應(yīng)用，即在散熱片上涂銅層。設(shè) 備如圖7所示。Kinetiks-3000型試用氦/氮混合氣、高壓送粉器、噴嘴為圓形標(biāo)準(zhǔn)Delaval噴嘴，超音速段長(zhǎng)76mm，氣體加熱器可達(dá)600 C。Kinetiks-4000型有三種型號(hào)

19、Kinetiks-4000/17 型，Kinetiks-4000/34 型 Kinetiks-4000/47 型,可以實(shí)現(xiàn)三級(jí)加熱。 Kinetiks-8000型為2009年推出，實(shí)現(xiàn)了更高的粒子沉積效率，更寬的可噴涂材 料范圍，提高了涂層質(zhì)量。Kinetiks-2000型手提式型為高壓便攜式裝置，適合于現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)。圖7 CGT公司Kin tics設(shè)備（2）IMC公司（新西伯利亞）IMC公司采用經(jīng)典氣體動(dòng)力噴涂技術(shù)，設(shè)計(jì)制造了HTA型號(hào)的噴涂設(shè)備,如圖8所示。其供粉末的位置，在噴嘴的臨界斷面處。但該設(shè)備目前尚未找到廣 泛的應(yīng)用。由于功率小和氣體消耗少，它可以手動(dòng)操作。圖8 HTA-5型噴涂設(shè)備（

20、3）Inovati公司（美國(guó)）Inovati公司是全球較早而且頗為成功的一家低壓冷噴涂設(shè)備制造商，總部 位于美國(guó)的加州。Inovati公司生產(chǎn)的KM型冷噴涂設(shè)備，可提供三種不同配置選擇，分別可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室或手動(dòng)及自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域。KM型冷噴涂設(shè)備既可以在鋼結(jié)構(gòu)件上噴涂局部鋁涂層，也可以在航天和航空技術(shù)中制造專用涂層。盡管該產(chǎn)品粉末沉積效率高，但其應(yīng)用范圍也是有限的，因?yàn)樗仨毑捎煤怛?qū)趕顆 粒。采用氦氣回收裝置，可以擴(kuò)大它的應(yīng)用范圍。KM型噴涂設(shè)備如圖8所示。為了實(shí)現(xiàn)氦氣的回收，整個(gè)噴涂過(guò)程必須在密閉環(huán)境中進(jìn)行。KM-PCS生產(chǎn)型KM-CDS研發(fā)型KM-MCS 現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)型圖9 Inovati公司

21、生產(chǎn)的KM型噴涂設(shè)備（4）OPSC （俄羅斯）一一低壓冷噴涂設(shè)備奧柏尼斯粉末噴涂中心（OPSC ）生產(chǎn)的Dymet型低壓冷噴涂設(shè)備，具有 非常低的驅(qū)動(dòng)氣體的要求和夠低的功率要求。它們主要是手動(dòng)操作，也可以利用 操作器進(jìn)行自動(dòng)操作。盡管該設(shè)備的生產(chǎn)效率較低，但它可以解決局部修理和小 批量生產(chǎn)中的許多技術(shù)任務(wù)。由于Dymet設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊和對(duì)工作氣體要求很低， 該設(shè)備已得到了廣泛的應(yīng)用。目前已有幾百臺(tái)設(shè)備應(yīng)用在俄羅斯和國(guó)外被使用。 有17個(gè)國(guó)家在應(yīng)用，北美購(gòu)買了低壓冷噴涂技術(shù)，生產(chǎn)了產(chǎn)品，但只能在北美 銷。該設(shè)備以在全球范圍內(nèi)已經(jīng)被 1000多家企業(yè)、學(xué)校和科研單位使用，已用 于電解槽的鋁觸點(diǎn)上噴涂

22、銅；在大型銅母線接觸面上噴涂錫和鋁； 在強(qiáng)電流鋁母 線接觸表面上噴涂鎳和銅等。圖10 OCSP生產(chǎn)的便攜式低壓冷噴涂裝置（5）Plasma Giken 公司（日本）Plasma Giken公司研制了兩款冷噴涂設(shè)備：PCS-1000型和PCS-800型。 PCS-1000型冷噴涂設(shè)備使用溫度可達(dá)1000 C,可制備致密的高溫合金、鈦合金 等涂層，涂層厚度可達(dá)10mm，同時(shí)具有較高的沉積效率。加拿大材料科學(xué)院采 用的噴涂設(shè)備正式PCS-1000型。圖11PCS-1000型冷噴涂設(shè)備四、總結(jié)冷噴涂（氣體動(dòng)力噴涂）方法是重要的金屬噴涂技術(shù)之一，它屬于低溫和高速 的技術(shù)領(lǐng)域。冷噴涂技術(shù)在修復(fù)和改變金屬零

23、件的尺寸（例如鋁合金零件、模具 零件）的工作范圍內(nèi)具有廣泛的應(yīng)用，涂層的厚度可從幾十微米達(dá)幾十毫米。例 如，Praxair公司用冷噴涂技術(shù)復(fù)原已磨損的螺旋漿飛機(jī)推進(jìn)器的葉片；汽車發(fā) 動(dòng)機(jī)缺陷的修理；小批量生產(chǎn)中，修正鑄件的缺陷和聚合物造模的模型； 在任何 金屬和陶瓷表面上，采用氣體動(dòng)力噴涂技術(shù)，獲得任意厚度的涂層。冷噴涂技術(shù)在我司的應(yīng)用上，可對(duì)現(xiàn)有磨損模具、零部件進(jìn)行修復(fù)；同時(shí)對(duì) 新加工模具進(jìn)行表面特殊材料涂層， 提高硬度和耐磨性，延長(zhǎng)模具壽命。對(duì)外可 開(kāi)發(fā)低溫噴涂應(yīng)用設(shè)備，推廣低溫噴涂技術(shù)，為浙江省中小企業(yè)進(jìn)行技術(shù)服務(wù)。 附：高壓與低壓冷噴涂的優(yōu)略比較高壓冷噴涂（冷氣動(dòng)力噴涂）因噪音大，壓力

24、要求最小達(dá)到15個(gè)大氣壓，導(dǎo)致設(shè)備龐大無(wú)法移動(dòng)。此外，部分設(shè)備需要在氦氣，氮?dú)饣蚨栊詺怏w下操作， 因噪音超過(guò)100分貝，壓力要求高與危險(xiǎn)氣體的實(shí)用，導(dǎo)致安全性低成本高。而 且耗氣量與粉末消耗量大，噴涂定向性差。高壓冷噴涂設(shè)備的拱粉裝置十分的復(fù) 雜，它采用真空填充式拱粉桶，光送粉桶就造價(jià)15萬(wàn)元。而且因高壓設(shè)備無(wú)工藝基礎(chǔ)，噴涂出的涂層不平整且容易產(chǎn)生沙眼。相對(duì)高壓的15個(gè)大氣壓的最低要求，低壓冷（冷氣動(dòng)力）噴涂設(shè)備的工作氣壓 僅為5-8大氣壓以下。它幾本無(wú)工況要求，噪音小于60分貝。它無(wú)高溫，無(wú)火焰， 無(wú)危險(xiǎn)氣體，無(wú)輻射和化學(xué)廢料，可徒手操作，安全性高，且定向性及好。在不 使用模具的情況下噴涂面

25、積可小于高壓冷噴涂，即其可操作性更好。版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理。版權(quán)為潘宏亮個(gè)人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ngs pers onal own ership.用戶可將本文的內(nèi)容或服務(wù)用于個(gè)人學(xué)習(xí)、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時(shí)應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律 的規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人的合法權(quán)利。除此以外，將本 文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時(shí)，須征得本人及相關(guān)權(quán)利人的書面 許可，并支付報(bào)酬。Users may use the contents or services of this articlefor pers onal study,