第4章熱噴涂技術(shù)-石油大學(xué)

表面工程機(jī)電工程學(xué)院材料系韓彬2012年3月韓彬:8698330615192005338

hbzhjh@表面工程教學(xué)內(nèi)容（上課28+實驗4）第一章：緒論2學(xué)時第二章：表面科學(xué)基礎(chǔ)4學(xué)時第三章：表面熱處理與化學(xué)熱處理2學(xué)時第四章：熱噴涂技術(shù)6學(xué)時第五章：電鍍與化學(xué)鍍2學(xué)時第六章：化學(xué)轉(zhuǎn)化膜2學(xué)時第七章：涂料及涂裝2學(xué)時第八章：氣相沉積2學(xué)時第九章：高能束表面改性4學(xué)時第十章：表面分析與測試2學(xué)時第四章熱噴涂技術(shù)表面工程第四章熱噴涂技術(shù)4.1概述4.2熱噴涂的基礎(chǔ)理論4.3熱噴涂方法4.4熱噴涂材料4.5涂層的選擇和涂層系統(tǒng)的設(shè)計加熱熔化、霧化、飛行、噴涂粒子速度、溫度、尺寸、反應(yīng)機(jī)械結(jié)合熱噴涂層狀組織結(jié)構(gòu)預(yù)處理返回4.1概述采用熱源將粉狀或絲狀固體材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，通過高速氣流使其霧化，然后噴射、沉積到經(jīng)過預(yù)處理的工件表面，從而形成附著牢固的表面層的加工方法。重熔→冶金結(jié)合。1、熱噴涂(ThermalSpray)2、熱噴涂的分類（1）噴涂材料的形態(tài)：

絲材、粉末（2）涂層的功能：

耐蝕、耐磨、隔熱、抗氧化（3）加熱和結(jié)合方式：

噴涂、噴熔（4）按照熱源種類：火焰類：包括火焰、爆炸、超音速噴涂電弧類：電弧和等離子噴涂電熱類：電爆、感應(yīng)和電容放電噴涂高能束類：激光、電子束噴涂3．熱噴涂特點①取材范圍廣金屬、合金、陶瓷、塑料、尼龍、復(fù)合材料等。②可用于各種基體金屬、陶瓷、玻璃、石膏、布、紙、木材等固體③可使基體保持較低溫度、基材變形小冷工藝30~200℃、不變形、不弱化④工藝靈活可10mm內(nèi)孔也可大型構(gòu)件；可大面積也可局部；保護(hù)性氣氛也可現(xiàn)場作業(yè)⑤工效高、操作程序少、速度快幾~幾十kg/h⑥涂層厚度可調(diào)范圍大幾十微米~幾毫米⑦可得到特殊的表面性能耐磨、抗氧化、耐熱、導(dǎo)電、絕緣⑧成本低、經(jīng)濟(jì)效益顯著缺點：①結(jié)合力低；②孔隙率高；③均勻性差4.2熱噴涂的基本理論一、噴涂層形成過程1.噴涂過程①噴涂材料的加熱熔化熔化或軟化②熔滴的霧化粉末無，線材,外加壓縮氣流或熱源自身射流③粒子的飛行先加速、后減速④粒子的噴涂

尺寸，幾十微米~幾百微米；

速度，幾十~幾百米/秒；

溫度，熔點碰撞，動能→熱能；

變形成扁平狀粒子，凝固2.涂層的形成過程由不斷飛向基體表面的粒子撞擊基體或涂層表面堆積而成即，粒子的碰撞→變形→冷凝收縮冷速極高：106~108℃/s金屬

104~106℃/s陶瓷兩粒子撞擊時間間隔0.1s左右10-7~10-6s完成→涂層粒子之間互不影響熱傳導(dǎo)二、飛行中的粒子流1、粒子的飛行速度噴涂方法噴涂材料的密度和形狀粒子的尺寸粒子的飛行距離由快到慢，先加速后減速影響碰撞時轉(zhuǎn)換能量的大小、變形程度及結(jié)合強(qiáng)度有關(guān)因素2.粒子的溫度線材熔化或熔融→熔點粉末熔融表→內(nèi)熱傳導(dǎo)90%熔融復(fù)合材料粉末，可能大于熔點例：Ni包Al放熱反應(yīng)3.粒子的尺寸有一最佳臨界尺寸4.粒子的表面反應(yīng)與O2、N2反應(yīng)→氧化物、氮化物夾雜火焰噴涂電弧噴涂等離子噴涂粒子速度、溫度、尺寸及表面發(fā)生的反應(yīng)影響涂層質(zhì)量、結(jié)合強(qiáng)度三、涂層的成分和結(jié)構(gòu)噴涂材料的成分涂層的成分

氧化燒損與粒子和噴涂氣氛之間的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)例：電弧噴涂，因溫度高、氣氛為空氣而氧化燒損嚴(yán)重1.涂層的成分2．涂層的結(jié)構(gòu)涂層是變形粒子的層狀組織結(jié)構(gòu)涂層的性能具有方向性

組成：氧化物夾雜、小區(qū)域熔合、不完全熔融粒子、孔洞涂層經(jīng)適當(dāng)處理后，結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化。例：重熔，層狀結(jié)構(gòu)→均質(zhì)結(jié)構(gòu)CrB粉芯絲材電弧噴涂涂層四、涂層結(jié)合機(jī)理（1）機(jī)械結(jié)合

拋錨效應(yīng)：粒子碰撞，扁平狀并隨基體表面的凹凸不平而起伏，這些覆蓋并緊貼基體表面的液態(tài)薄片，在冷卻凝固時收縮咬住凸出點而形成機(jī)械結(jié)合。與粗糙度有關(guān)→噴砂、粗車、車螺紋、酸洗主要結(jié)合方式

１．涂層與基體的結(jié)合（4）冶金結(jié)合放熱型噴涂材料或高溫?zé)嵩磭娡俊_(dá)到熔點→焊合微區(qū)冶金結(jié)合重熔即噴焊時，主要是冶金結(jié)合（3）物理結(jié)合由范德華力或次價鍵形成的結(jié)合

(２)擴(kuò)散結(jié)合變形和高溫，足夠能量原子間相互擴(kuò)散→金屬化合物或固溶體２.涂層間的結(jié)合機(jī)械結(jié)合為主，擴(kuò)散結(jié)合、物理結(jié)合、冶金結(jié)合等也起一定作用。五、涂層殘余應(yīng)力涂層的外層受拉應(yīng)力基體、涂層的內(nèi)層則產(chǎn)生壓應(yīng)力由噴涂熱條件及物理性質(zhì)的差異造成，影響涂層質(zhì)量，限制涂層的厚度預(yù)熱或粗化表面消除和減少六、熱噴涂預(yù)處理噴涂工藝中一個重要工序清洗、脫脂：堿洗法、溶劑洗滌法、蒸氣清洗法、加熱去除氧化膜、表面粗糙化：機(jī)械法（噴砂、滾壓、車削、車螺紋）、酸洗預(yù)熱基體200~300℃獲得良好結(jié)合涂層要求：

①噴涂粒子尺寸合適，保持液態(tài)；②飛行速度足夠大；③表面潔凈并粗化；④提高接觸溫度和高溫停留時間；⑤防止產(chǎn)生殘余變形、開裂。4.3熱噴涂方法1、絲材火焰噴涂（WireFlameSpray,最早，1910）2.粉末絲材火焰噴涂的裝置示意圖絲材傳送：空氣渦輪或電動馬達(dá)氣體：乙炔、氧氣，壓縮空氣（霧化氣）涂層：層狀結(jié)構(gòu)，氣孔、氧化物夾雜用途：大型鋼結(jié)構(gòu)，噴涂鋁鋅2、粉末火焰噴涂(PowderFlameSpray)粉末火焰噴涂的原理示意圖3.爆炸粉末火焰噴涂的裝置圖氧一乙炔火焰噴槍

兩部分：氧、乙炔供給系統(tǒng)噴涂粉末供給氣體：乙炔+氧，也可甲基乙炔，天然氣、氫氣用途：可噴涂金屬、陶瓷、塑料等特點：應(yīng)用非常靈活、設(shè)備輕便、經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用較廣不足：顆粒速度小、火焰溫度低、涂層結(jié)合強(qiáng)度低、氣孔率高改善：提高氣流速度使用惰性氣體3、爆炸噴涂(DetonationSpray)氧氣和乙炔燃燒→氣體膨脹爆炸→熱能和沖擊波→熔化，700~800m/s→噴射到工件表面上形成涂層4.HVOF粉末在高速槍中被輸送的長度遠(yuǎn)大于等離子槍→粒子速度高的原因特點：粒子飛行速度高，動能大①結(jié)合強(qiáng)度高；②涂層致密、氣孔率很低；③涂層表面加工后粗糙度低；④工件表面溫度低缺點：設(shè)備價格高、噪音大、氧化性氣氛應(yīng)用：美國林德分公司1955專利，設(shè)備及工藝保密中國航天工業(yè)部航空材料研究所，1985

45%C2H2（4200℃）、一般火焰3000℃4、超音速火焰噴涂(HVOF)發(fā)展：與爆炸噴涂抗?fàn)帲?/p>

60年代初美國人J.Browning發(fā)明，Jet-Kote1983年美國專利國外，發(fā)展迅速許多新裝置取代傳統(tǒng)等離子噴涂國內(nèi)、武漢材保所、北京鋼院、北京鈦得氣體：燃?xì)?H2,C3H8,C3H4或C2H2-CH4-C3H8)+助燃?xì)?O2)→燃燒室混合→爆炸式燃燒→高速通過膨脹管獲得超音速

送粉氣：Ar或N2超音速火焰噴涂槍速度：噴口處，音速的4倍（1520m/s）,最高達(dá)2400m/s

到達(dá)工件，550~760m/s質(zhì)量：與氣體種類、比例、流量、粉末質(zhì)量和流量等有關(guān)5.電弧其中，S—管器截面積，M=V/V聲（馬赫數(shù)），V—流速當(dāng)V<V聲，即M<1時，則dv與ds符號相反，截面變小，流速增大當(dāng)V>V聲，即M>1時，則dv與ds符號相同，截面增大，流速增大流體在低速時，經(jīng)過足夠壓縮即可在管器某一截面達(dá)到聲速，過了這截面將獲得超音速原理：噴嘴——Laval管的膨脹管流體力學(xué)原理，對一維可壓縮流體特點：①粉粒溫度較低、氧化輕（時間短），適于金屬粉，Co-WC②粉末運動速度高③粉粒尺寸小（10~53μm）分布范圍窄，否則不能熔化④涂層結(jié)合強(qiáng)度、致密度高，無分層現(xiàn)象⑤涂層表面粗糙度低⑥噴涂距離可在較大范圍內(nèi)變動而不影響涂層質(zhì)量⑦可得到比爆炸噴涂更厚的涂層，殘余應(yīng)力也得到改善⑧噴涂效率高，操作方便⑨噪音大（>120dB），需有隔音和防護(hù)裝置5、電弧噴涂(ArcSpray)在兩根金屬絲之間產(chǎn)生電弧，因電弧產(chǎn)生的熱使金屬絲逐漸熔化，熔化部分被壓縮空氣氣流噴向基體表面而形成涂層。高速1電源2噴槍3送絲機(jī)構(gòu)4冷卻裝置5油水分離器6儲氣罐7空氣壓縮機(jī)

電弧噴涂是一個不斷重復(fù)進(jìn)行熔化－霧化－噴射－沉積的過程。熔化霧化噴射沉積電弧溫度：5000~6000℃優(yōu)點（相對火焰噴涂）：含熱量更大粒子速度更快應(yīng)用：大型金屬構(gòu)件，成本低，一次性投資少，使用方便不足：噴涂材料是導(dǎo)電的金屬絲、氧化燒損嚴(yán)重措施：降低霧化氣含氧量結(jié)合強(qiáng)度高1.5~2.0倍，噴涂效率高電弧噴涂材料包括兩類，實芯絲材，粉芯絲材

實芯絲材按材質(zhì)可分為兩種：一是有色金屬絲材。主要包括鋁、鋅、銅、鉬、鎳等金屬及其合金；二是黑色金屬絲材。主要是碳鋼、不銹鋼等。

粉芯絲材：包括外皮和粉芯兩部分。

電弧噴涂工藝預(yù)處理工藝

表面清洗、預(yù)加工、粗糙化噴涂工藝電流、電壓、壓縮空氣壓力、噴涂距離高速電弧噴涂原理示意圖霧化氣體送絲機(jī)構(gòu)絲材基體熔滴+-涂層噴嘴電弧

根據(jù)氣體動力學(xué)的有關(guān)原理，采用霧化空氣通過縮-放噴管的方案來提高霧化氣流的速度，實現(xiàn)高速電弧噴涂。高速電弧噴涂技術(shù)等離子噴涂電弧噴涂火焰比較霧化氣流600mm/s以上結(jié)合強(qiáng)度高約2倍孔隙率＜2%特點1：粒子速度顯著提高工作噴涂距離內(nèi)（150～300mm）粒子飛行的平均速度高于350m/s

。霧化粒子平均直徑為普通槍的1/3～1/8。特點2：涂層的結(jié)合強(qiáng)度顯著提高

用于防腐的鋁涂層和用于耐磨的3Cr13涂層的結(jié)合強(qiáng)度分別達(dá)到35MPa和43MPa，分別是普通電弧噴涂的2.2倍和1.5倍。特點3：涂層的孔隙率低、耐磨耐蝕性好

高速電弧噴涂3Cr13涂層孔隙率<2%(相應(yīng)的普通電弧噴涂為8%)。高速電弧噴涂耐磨涂層的相對耐磨性是普通電弧噴涂的2倍。特點4：噴涂槍的通用性強(qiáng)

利用普通電弧噴涂的電源及送絲機(jī)構(gòu)，僅更換一把HAS-01型高速電弧噴涂槍即可實現(xiàn)高速電弧噴涂。噴涂原理：等離子弧—壓縮電弧，弧柱細(xì)、電流密度大、電離度高溫度高、能量集中、弧穩(wěn)定性好三種形式：非轉(zhuǎn)移弧陰極和噴嘴之間，工件不帶電——噴涂轉(zhuǎn)移弧工件接正極——焊接、切割聯(lián)合弧噴嘴、工件均接正極溫度中心30000K，出口15000-20000K速度出口1000~2000m/s，工件>150m/s6、等離子噴涂(PlasmaSpray)等離子弧三種壓縮作用：機(jī)械壓縮、熱收縮、磁收縮返回返回等離子焰流溫度分布等離子噴涂原理激光熔覆分類：大氣、保護(hù)氣氛、真空和水穩(wěn)等離子噴涂特點：①超高溫特性，便于進(jìn)行高熔點材料的噴涂；②噴涂粒子的速度高、涂層致密、結(jié)合強(qiáng)度高；③噴涂材料不易氧化等離子噴涂設(shè)備：①噴槍；②電源；③送粉器；④熱交換器；⑤供氣系統(tǒng)；⑥控制柜等離子噴涂工藝：①等離子氣體可用性、經(jīng)濟(jì)性N2、Ar②電弧的功率合適③供粉供粉速度與輸入功率相適應(yīng)，送至焰心④噴涂距離和噴涂角度適當(dāng)>45°⑤噴槍與工件的相對運動速度⑥基體溫度控制7、激光噴涂比較項目火焰噴涂電弧噴涂等離子噴涂爆炸噴涂HVOF熱源O2+C2H2電弧加熱高溫低壓等離子體O2+C2H2煤油、乙烯、丙烯、氫氣焰流溫度/℃850~2000電弧5000,熔滴600~380020000-1400~2500焰流速度/m/s50~10030~500200~1200800~1200300~1200顆粒速度/m/s20~8020~30030~800~800100~1000熱效率/%60~809035~55-50~70沉積效率/%50~8070~9050~80-70~90噴涂材料形態(tài)粉末、線材線材粉末粉末粉末結(jié)合強(qiáng)度/MPa＞7＞10＞35＞85＞70最小孔隙率/%＜12＜10＜2＜0.1＜0.1最大涂層厚度/mm0.2~1.00.1~3.00.05~0.50.05~0.10.1~1.2噴涂成本低低高高較高設(shè)備特點簡單，可現(xiàn)場施工簡單，可現(xiàn)場施工復(fù)雜，適合高熔點材料效率低，應(yīng)用面窄一般，可現(xiàn)場施工常用熱噴涂技術(shù)的工藝特性熱噴涂涂層后處理：

重熔，自熔性粉末封孔處理（根據(jù)工件使用狀態(tài)選擇封孔劑）常用：高熔點蠟類，合成樹脂精加工，磨削4.4熱噴涂材料Al及Al合金

純鋁或Al-Si腐蝕防護(hù)，抗高溫氧化Zn及Zn合金Zn或Zn-Al大氣及水中的腐蝕防護(hù)Cu及Cu合金純Cu導(dǎo)電及塑像工藝品黃銅修復(fù)、耐磨、裝飾鋁青銅酸性介質(zhì)中耐蝕涂層線材、粉末一、熱噴涂線材

1、純金屬或合金線材Ni及Ni合金純Ni及Ni-Cr、Ni-30%Cu(蒙乃爾合金)，耐蝕、耐磨、耐高溫氧化Sn及Sn合金軸承軸瓦等滑動部件的耐磨涂層Fe及Fe合金低碳鋼、低合金鋼絲，修復(fù)、耐磨

不銹鋼防腐蝕

Fe-Cr-Al抗高溫氧化Pb及Pb合金滑動耐磨涂層及輻射防護(hù)涂層Mo

打底層和耐濃鹽酸涂層２、復(fù)合噴涂線材增效復(fù)合噴涂線材，組元間放熱反應(yīng)，↑熔滴溫度，↑結(jié)合１４３組“組元對”有放熱反應(yīng)常用：Ni-Al、Al-Cr、Al-Nb、Al-Ta、Al-B、Al-Ni-WC、

Al-Ni-Cr、Al-Ni-Al2O3打低層、工作層如不銹鋼－Ni/Al絲、Ni-Al-Mo絲復(fù)合方法：①絲－絲復(fù)合法；②絲管復(fù)合法；③粉－管復(fù)合法；④粉皮壓結(jié)復(fù)合法；⑤粉－粘合劑復(fù)合法二、熱噴涂粉末粉末的測量與表征非復(fù)合噴涂粉末復(fù)合噴涂粉末粉末的制備顆粒粉體顆粒（Particle）、粉體（Powder）、粉末二、熱噴涂粉末粉體顆粒大小形狀測量：表征：測量：圖像分析法表征：定性、定量網(wǎng)目值、定向徑、軸徑、當(dāng)量徑1.粉末的測量與表征篩分、顯微鏡、光衍射25.4ad（200-，300+）——通過200目而未通過300目金屬及合金粉末：Ni、Fe、Co、Cu粉末噴涂合金粉末（冷噴合金粉末）不能重熔處理噴熔合金粉末（自熔性合金粉末）

合金中加入了強(qiáng)烈的脫氧元素如Si、B等，在重熔過程中它們優(yōu)先與合金粉末中氧和工件表面的氧化物作用，生成低熔點的硼硅酸鹽覆蓋在表面，防止液態(tài)金屬氧化，改善對基體的潤濕能力，起到良好的自熔劑作用。Ni基、Co基、Fe基及WC等四種系列。2.非復(fù)合噴涂粉末（單一組成）Ni35粉DL55粉(1)G314粉末(2)G302粉末(3)鉬鐵粉末陶瓷粉末：氧化物Al2O3、ZrO2、TiO2碳化物WC、SiC、TiC硼化物ZrB2、CrB2硅化物MoSi2氮化物VN、TiN塑料粉末：

美觀、耐蝕熱塑性塑料聚乙烯、聚酰胺熱固性塑料環(huán)氧樹脂3.復(fù)合噴涂粉末①包覆型粉：由一種或幾種成分作為外殼，均勻連續(xù)或星點間斷地包覆由一種或幾種成分組成的核心的粉體重量比1~99％、厚度最低2～3μm②組合型粉：由不同相混雜而成的顆粒，沒有核殼之分微米鋁包鎳復(fù)合粉末顆粒形貌復(fù)合型粉意義：①非均相體、廣泛材料組合，多種功能；②可發(fā)生某些希望的有利反應(yīng)改善工藝提高涂層質(zhì)量③外殼保護(hù)作用團(tuán)聚包覆法制取的NiCr·5%Al粉末高壓氫還原法制取的Al·80%Ni粉末4.粉末的制備機(jī)械制粉、物理制粉、化學(xué)制粉實質(zhì)：利用動能破壞材料的內(nèi)結(jié)合力，使材料分裂產(chǎn)生新的界面。過程：受力→彈性變形→塑性變形,硬化,內(nèi)應(yīng)力↑→斷裂重復(fù)發(fā)生、逐級破碎(1)制粉原理物料還會發(fā)生物質(zhì)結(jié)構(gòu)及表面物理化學(xué)性質(zhì)的變化機(jī)械制粉（1）體積粉碎（2）表面粉碎（3）均一粉碎（2）粉碎模型1.動能準(zhǔn)則：提高磨球的動能2.碰撞幾率準(zhǔn)則：提高磨球的有效碰撞幾率基本原則滾筒式行星式振動式攪動式基本方式球磨制粉基本要素：球磨筒、磨球、研磨物料、研磨介質(zhì)滾筒式球磨振動球磨行星球磨攪動球磨定義：通過高壓霧化介質(zhì)，如氣體或水強(qiáng)烈沖擊液流，或通過離心力使之破碎、冷卻凝固來實現(xiàn)。

霧化制粉法

物理制粉法霧化法、蒸發(fā)凝聚法（1）霧化機(jī)理霧化聚并凝固1、能量交換準(zhǔn)則2、快速凝固準(zhǔn)則

提高霧化制粉效率基本準(zhǔn)則（2）分類

雙流霧化法氣霧化水霧化注：適合于金屬粉末制備雙流霧化：液體流-2、水或氣流-1霧化過程的四種作用：動能交換熱量交換流變特性變化化學(xué)反應(yīng)

離心霧化法旋轉(zhuǎn)電極法旋轉(zhuǎn)錠模旋轉(zhuǎn)園盤旋轉(zhuǎn)電極法：旋轉(zhuǎn)錠模法（又稱旋轉(zhuǎn)坩堝法）：旋轉(zhuǎn)盤法：旋轉(zhuǎn)輪法旋轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)網(wǎng)

化學(xué)制粉法化學(xué)氣相沉積法、還原法、電化學(xué)法（1）化學(xué)反應(yīng)：分解、化合（2）均相形核：均勻形核（3）晶粒生長：吸附或重構(gòu)（4）團(tuán)聚：各種吸附力作用制粉過程（四個步驟）熱分解法氣相還原法復(fù)合反應(yīng)法（1）化學(xué)氣相沉積法（2）還原法氫還原法碳還原法還原化合法（3）電化學(xué)制粉法電解原理（以銅電解制粉為例）電化學(xué)體系：陽極：Cu（純）陰極：Cu粉電解液：CuSO4、H2SO4、H2O電化學(xué)反應(yīng)：陰極反應(yīng)：陽極反應(yīng)：三、熱噴涂材料的應(yīng)用原理1.打底涂層(過渡層)材料自粘結(jié)效應(yīng)粗化效應(yīng)屏蔽效應(yīng)緩沖效應(yīng)提高結(jié)合強(qiáng)度膨脹系數(shù)相近兩種：放熱特性復(fù)合粉末，80Ni/20Al高熔點金屬，W、Mo2.耐磨涂層材料磨損？磨損工況：磨料，干、濕狀態(tài)，濃度磨損類型：磨料、粘著、疲勞、腐蝕、沖蝕、微動作用：強(qiáng)化或修復(fù)硬度＞基體材料：鐵基、鎳基、鈷基

WC,TiC,Cr3C2、Al2O3,Cr2O3減磨：G、MoS2、BN3.耐蝕涂層材料原理：①犧牲陽極，②更耐蝕材料金屬一般大氣工業(yè)大氣海洋大氣腐蝕量/[g/(m2·a)]腐蝕深度/(mm/a)腐蝕量/[g/(m2·a)]腐蝕深度/(mm/a)腐蝕量/[g/(m2·a)]腐蝕深度/(mm/a)碳鋼100~2500.026450~5500.064230~4600.068合金鋼80~1500.013250~4500.051180~2500.026Zn7~200.002440~800.0115~300.0026Al--2~30.0012~30.0004無保護(hù)，碳鋼比Zn高5~20倍，比Al高4~100倍注意：涂層空隙不可避免封孔劑材料：Zn,Al,Zn-Al和Zn-Al-MgFe基、Ni基、Co基合金電弧噴涂4.抗高溫涂層材料要求：抗高溫氧化、腐蝕、磨損材料選擇原則：①足夠高的熔點，②高溫化學(xué)穩(wěn)定性好，③具有要求的熱疲勞性，④含有氧親和力大的合金元素，⑤對顯微組織有一定要求。材料：M-Cr-Al-YM—Fe,Ni,Co,NiCoNiCr-Cr3C2CoCrAlTaY+Al2O35.熱障涂層材料要求：＞1000℃下使用，低的熱導(dǎo)率材料：ZrO21170℃，t相→m相

ZrO2+MgOZrO2+Y2O3（TBCs材料）低熱導(dǎo)、高熱膨脹系數(shù)、1200℃下相穩(wěn)定、抗腐蝕雙層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：0.1mmMCrAlY+0.25mmYPSZ4.5涂層的選擇和涂層系統(tǒng)設(shè)計知已知彼、百戰(zhàn)不殆對工件使用情況和工件表面應(yīng)具備的性能有透徹的了解一、涂層的選擇①工藝方法的可能性；②工作環(huán)境受力、溫度、腐蝕介質(zhì)；③要求的涂層特性，表面功能、化學(xué)性能；④基體材料的特征；⑤選擇適當(dāng)?shù)耐繉?。二、噴涂工藝的選擇①涂層結(jié)合力要求不高、材料熔點不超過2500℃——

火焰噴涂②涂層性能要求較高的貴重機(jī)件——

等離子噴涂③工程量大的金屬噴涂施工——

電弧噴涂④高結(jié)合力、低孔隙度的金屬或合金涂層——

超音速火焰噴涂⑤批量大的工件——自動噴涂⑥安全性要求高的機(jī)件工藝及材料選擇要充分的試驗驗證三、熱噴涂工藝預(yù)處理——噴涂——表面熱處理、封孔——精加工（1）預(yù)處理去油、除銹、粗化、粘結(jié)底層（2）噴涂①噴涂熱源②噴涂材料③材料輸送④機(jī)件⑤噴涂操作（3）涂后處理封孔、密實化（4）精加工磨削加熱熔化、霧化、飛行、噴涂粒子速度、溫度、尺寸、反應(yīng)機(jī)械結(jié)合熱噴涂層狀組織結(jié)構(gòu)預(yù)處理返回1.重載履帶車輛上的密封環(huán)配合面等零件由于耐磨性差而迅速失效。上述零件屬薄壁零件，采用堆焊等方法修復(fù)因變形而保證不了質(zhì)量。（1）采用什么表面處理工藝？為什么？（2）所用設(shè)備及工藝流程是什么？（3）防腐噴涂材料及涂層設(shè)計。（4）具體的工藝參數(shù)？（5）應(yīng)參考哪些標(biāo)準(zhǔn)？作業(yè)（任選一,先寫出來交再講(PPT)）2.我國南海地區(qū)在高溫、高濕、高鹽霧的惡劣環(huán)境下，采油平臺鋼鐵結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重。（1）采用什么表面處理工藝？（2）所用設(shè)備及工藝流程是什么？（3）防腐噴涂材料及涂層設(shè)計。（4）具體的工藝參數(shù)？（5）參考標(biāo)準(zhǔn)有哪些？高榮發(fā).熱噴涂.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1992吳子健.熱噴涂技術(shù)與應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006王海軍.熱