熱噴涂涂層工業(yè)應(yīng)用介紹

12/12熱噴涂涂層工業(yè)應(yīng)用介紹?隨著涂層新材料和新工藝的不斷涌現(xiàn)，熱噴涂涂層已在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)工業(yè)部門廣泛地應(yīng)用。加之現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感測試技術(shù)、自動(dòng)化及機(jī)器人技術(shù)、真空技術(shù)與熱噴泉涂技術(shù)的結(jié)合和滲透,使得熱噴涂技術(shù)的深入發(fā)展和工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)均有大幅度的進(jìn)步和提高。對(duì)未來熱噴涂發(fā)展的方向以及市場與工業(yè)規(guī)模的預(yù)測為：技術(shù)附加值高、效益好的如生物工程，航空航天，工、模具,電子工業(yè)等，但規(guī)模相對(duì)較小;要求成本低的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)如汽車工業(yè)和鋼結(jié)構(gòu)，但技術(shù)附加值低；應(yīng)用面最廣的仍是機(jī)械工業(yè)，包括石油化工、輕紡、能源、冶金、航空、汽車等也均屬此范疇。

熱噴涂技術(shù)能賦予各類機(jī)械產(chǎn)品，特別是關(guān)鍵零部件許多特種功能涂層,形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)具有的綜合作用，真正做到了“好鋼用在刀刃上”，是材料科學(xué)表面技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。但熱噴涂技術(shù)僅通過涂層在機(jī)械產(chǎn)品基體表面獲得一定的特殊功能，而不能代替基材或提高產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能。

鋼鐵長效防腐蝕涂層

由于鋅、鋁、鋅鋁、鋁鎂涂層的電極電位均負(fù)于鋼鐵，故對(duì)鋼鐵結(jié)構(gòu)能起到陰極保護(hù)作用。從2０世紀(jì)40年代起,國外已將它們噴涂于鋼鐵構(gòu)件上作為長效抗腐涂層.國內(nèi)自７０年代起開始推廣應(yīng)用,迄今成功的實(shí)例不勝枚舉。目前大面積鋼結(jié)構(gòu)噴涂鋅、鋁涂層一般采用電弧噴涂工藝,局部輔助以氧乙炔火焰線材噴涂補(bǔ)遺?，F(xiàn)在國內(nèi)每年采用熱噴涂大面積施工工程均在數(shù)百萬平方米以上.

鋼結(jié)構(gòu)噴鋅、鋁長效防護(hù)涂層的應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)用實(shí)例

鋼結(jié)構(gòu)塔架

廣播電視發(fā)射塔,高壓輸電鐵塔,微波通訊發(fā)射塔，海上導(dǎo)航燈塔，鋼結(jié)構(gòu)建筑塔架等

水工鋼結(jié)構(gòu)

大型水閘門，大壩鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件，防污柵欄,供水塔,高層建筑飲用水箱，碼頭鋼樁,大型水處理塔等

橋梁

鋼結(jié)構(gòu)橋梁，鋼管混凝土拱橋,斜拉索橋梁鋼筋、鋼繩及鞍座，立交橋鋼廂梁,橋梁的拉桿、護(hù)欄

石油儲(chǔ)運(yùn)

罐車，罐船,球罐，儲(chǔ)槽，油箱

化工

碳化塔，熱交換器，循環(huán)水槽及管道，煙囪等?大型機(jī)械

龍門吊車，電站風(fēng)機(jī)、除塵器，消聲器，原子反應(yīng)堆外圍設(shè)備,標(biāo)誰件退火鋼包,煤礦井筒框架等?艦船及海洋

艦船船體及甲板，煙囪，艦載炮塔，雷達(dá)天線，船內(nèi)動(dòng)力機(jī)房,油艙，淡水艙，海洋平臺(tái)，桅桿等?城市設(shè)施

人行天橋,高速公路隔離護(hù)欄,大型體育館鋼結(jié)構(gòu),燈桿，鋼制門窗，給排水地下球鐵鑄管，天然氣管道等?鋅、鋁、鋅鋁、鋁鎂涂層用于長效防護(hù)雖然均能大幅度提高鋼結(jié)構(gòu)抗環(huán)境腐蝕能力，但根據(jù)涂層材料的性能以及所應(yīng)用的環(huán)境對(duì)象也有所選擇。如鋅在常溫下電位負(fù)于鋼鐵、可作為犧牲陽極的陰極涂層保護(hù)鋼鐵。但當(dāng)環(huán)境溫度高于６0℃時(shí)，鋅的電極電位發(fā)生了逆轉(zhuǎn),僅而比鋼鐵正，失去了陰極保護(hù)作用。其次，僅用噴涂層保護(hù)鋼鐵是不夠的，由于噴涂層存在孔隙,腐蝕介質(zhì)的侵蝕,縮短了涂層應(yīng)有的防護(hù)壽命。在噴涂層表面施加與其性能匹配又能適應(yīng)環(huán)境的有機(jī)涂層進(jìn)行封孔和復(fù)合保護(hù),使金屬基體完全與環(huán)境腐蝕介質(zhì)隔離，能成倍地延長鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。典型應(yīng)用事例如下。

（1)大型水工鋼結(jié)構(gòu)閘門?水工閘門及其鋼結(jié)構(gòu)輔助設(shè)施是熱噴涂大面積防護(hù)應(yīng)用最廣的對(duì)象?；诿绹附訉W(xué)會(huì)19年的環(huán)境腐蝕試驗(yàn)和我國正在進(jìn)行尚未完成的3０年大氣腐蝕試驗(yàn)已表明；熱噴涂鋅、鋁及其合金涂層是迄今對(duì)鋼鐵抗蝕防護(hù)壽命最長的工藝技術(shù)。法國塞納河上的攔水壩鋼結(jié)構(gòu)自19３０年噴鋅防護(hù)至今已歷經(jīng)大半個(gè)世紀(jì)，效果十分明顯。我國江蘇三河閘鋼結(jié)構(gòu)閘門自1950年采用噴鋅防護(hù)，至今完好無損。?大型水利樞紐葛洲壩工程建設(shè)至１984年開始對(duì)其閘門鋼結(jié)構(gòu)及預(yù)埋件采用熱噴涂技術(shù)防護(hù)。例如大江沖砂弧形閘門以及船閘內(nèi)浮桶滑道預(yù)埋件，噴涂面積達(dá)３000多平方米,涂層設(shè)為＂噴涂鋅、鋁途層（１20ｕm)+ＷHD8４0１（90um），環(huán)氧改姓聚氨脂漆+環(huán)氧瀝青涂料（9０um)，”至今歷時(shí)17年之久,噴涂層依然完好無損.舉世矚目的三峽工程達(dá)２8萬ｔ，基本上采用電弧噴涂和高壓無氣噴涂保護(hù)，施工保護(hù)面積十分巨大，目前處于干濕交替環(huán)境的閘門已固定采用熱噴涂技術(shù)防護(hù)。?（２）橋梁鋼結(jié)構(gòu)?橋梁所處環(huán)境基本上屬大氣腐蝕環(huán)境，大部分橋梁鋼結(jié)構(gòu)在建設(shè)時(shí)期所有的部件均可在工廠內(nèi)進(jìn)行噴涂預(yù)保護(hù)，僅少量拼裝部分在現(xiàn)場進(jìn)行噴涂再保護(hù)。大部分鋼結(jié)構(gòu)橋梁,尤其是公路橋梁維修周期長。且現(xiàn)場維修難度大，故要求達(dá)到15-20年的一次防護(hù)壽命.

19９３年經(jīng)專家反復(fù)審查并通過驗(yàn)收的三峽對(duì)外交通專用公路鋼管混凝土拱橋鋼結(jié)構(gòu)件長效防護(hù)復(fù)合涂層，一致認(rèn)為:拱橋鋼管采用噴涂鋁涂層(約120μm)+ＷＨD8406環(huán)氧*性聚氨胺底漆（約4０μm）＋WH8４０1環(huán)氧*性聚氨脂面漆(約6０μm)構(gòu)成的長效防腐蝕復(fù)合涂層經(jīng)過拉壓高變應(yīng)力6max/6min=５0．4/-0。155．3mpa條件下１00萬次疲勞實(shí)驗(yàn)后,其結(jié)合強(qiáng)度、耐腐蝕性能與指標(biāo)仍然滿足GB／T9793-1997標(biāo)準(zhǔn)的要求?？深A(yù)計(jì)該涂層系統(tǒng)有效使用年限可達(dá)2０年以上，此復(fù)合涂層體系和電弧噴涂施工工藝可用于現(xiàn)場涂層施工。

目前國內(nèi)許多鋼結(jié)構(gòu)公路橋的桁梁、鋼廂梁及其他鋼結(jié)構(gòu)件采用了上述方案.?(3)海洋鋼結(jié)構(gòu)?海洋環(huán)境是自然條件下金屬腐蝕最嚴(yán)酷的環(huán)境之一。在海洋大氣中鋼的平均腐蝕速率為0．1３—０．23ｍm/a，在海水飛濺率為0。３—0.5mm／a.同一種鋼在飛濺區(qū)與全浸區(qū)內(nèi)的腐蝕速率相差10倍。艦船、海洋石油平臺(tái)以及燈塔航標(biāo)等就是在腐蝕速率最大的飛濺區(qū)與全浸區(qū)下服役、使用.尤其是艦船防護(hù)更為復(fù)雜：①艦船具有能度,船體的雜散電流在海水介質(zhì)的作用下，會(huì)形成對(duì)鋼鐵和導(dǎo)電涂層的電介腐蝕；②艦船的防污外涂層一般為含Cu及CｕＯ涂料，涂層設(shè)計(jì)與匹配如果不當(dāng),會(huì)在每個(gè)層間形成加速腐蝕。③作戰(zhàn)艦船應(yīng)考慮可能遇到襲擊的情況，涂層的高阻燃、低毒性煙霧應(yīng)是涂層選用的必要條件。噴涂鋁涂層是艦船防護(hù)可行方案，我國自19８7年至今,采用噴涂長效防護(hù)涂層試驗(yàn)在數(shù)艘艦船上進(jìn)行實(shí)用考核。提出了噴涂鋁涂層＋WRL９０2８復(fù)合型封閉劑+高阻抗無機(jī)微片摻入的中間層和面層涂料+低電位或仿生涂料的防污面層。不僅可增加涂層體系的電絕緣性，而且還可增強(qiáng)其抗海水滲透性、耐磨性和海水沖刷能力。?新近開發(fā)研制的電弧噴涂AＬ+10%(質(zhì)量）AＬ２O3復(fù)合線材和芯材，用作艦船甲板和海洋石油平臺(tái)的耐磨耐蝕防滑涂層，已在我國大型科學(xué)考察船“遠(yuǎn)望號(hào)”上使用，效果良好,極具有推廣價(jià)值。?(４）塑料熱噴涂層?氧乙炔火焰噴涂的塑料涂層在大型容器、塔罐內(nèi)應(yīng)用,彌補(bǔ)了其他工藝制備塑料涂層的不足。塑料涂層化學(xué)穩(wěn)定性好,涂層致密無孔，與絕大多數(shù)常溫下的溶液不產(chǎn)生反應(yīng).能有效地隔離金屬罐體與溶液的接觸,同時(shí),塑料涂層絕緣性好，不會(huì)形成電化學(xué)腐蝕。

1991年,對(duì)北京葡萄酒廠多個(gè)儲(chǔ)酒罐內(nèi)壁進(jìn)行噴塑防腐處理。目的是解決不銹鋼儲(chǔ)罐中鉻離子滲入高級(jí)葡萄酒內(nèi)，造成變色降低酒類檔次。工藝采用氧乙炔火焰噴涂環(huán)氧樹脂塑料涂層，并用高壓火花檢漏儀進(jìn)行孔隙檢查，施工面積達(dá)1000多平方米，至今使用完好。

汽車與造船工業(yè)中的應(yīng)用?為了提高汽車的性能，減少汽車的能耗和適應(yīng)環(huán)保要求,熱噴涂技術(shù)在汽車制造行業(yè)有了較大的發(fā)展。由于汽車工業(yè)屬大工業(yè)化生產(chǎn),一個(gè)成熟的工藝技術(shù),往往形成的批量生產(chǎn)是很可觀的.目前已形成批量產(chǎn)品的有同步環(huán)、活塞環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門挺桿以及氧敏傳感器探頭等部件的熱噴涂，其他許多部件仍在工業(yè)性試驗(yàn)中,或尚未形成批量生產(chǎn)，下表給出汽車工業(yè)零部件采用涂層材料和工藝。

表汽車零部件涂層工藝和材料

零部件名稱

基材

涂層材料

噴涂工藝

功能與作用

鋁合金氣門挺桿

鋁合金

Ｆe－0。8％

電弧噴涂

減輕質(zhì)量/減摩抗擦傷

發(fā)動(dòng)機(jī)缸體

A１-Ｓi合金

鋁合金

等離子噴涂

減輕質(zhì)量/減摩、抗擦傷

增壓器殼

鋁合金

抗磨涂層

等離子噴涂

抗磨、提高工作效率

同步環(huán)

鋼

A1-Sｉ+50%Mo

等離子噴涂

搞磨、比Mo成本低

活塞環(huán)

合金鋼、鑄鐵、不銹鋼

Ｃr3C2-2０％NiCr

HVＯF

代替鍍Cr層?剎車盤

鋼

氧化鋯

等離子噴涂

抗磨、高隔熱性

分電器轉(zhuǎn)子

鋼

A12Ｏ3—TｉO２

等離子噴涂

低噪音、低成本

轉(zhuǎn)矩傳感器

鋁合金

Fe3O4

等離子噴涂

磁性傳感材料?氧敏傳感器

鉑+氧化鋯

Ａ1２O3+MgO

等離子噴涂

保護(hù)探頭/環(huán)保?排氣管

鋼

鋁

電弧噴涂

耐高溫?zé)煔飧g

排氣閥

鋼

ＣoCrＷBＳｉ

等離子噴焊

耐高溫燃?xì)飧g

從表中可見,為了減輕整車質(zhì)量達(dá)到降低能耗，逐步采用鋁合金取代傳統(tǒng)金屬材料，同時(shí)還要保持或提高原設(shè)計(jì)和選用材料的性能。因此,在鋁合金上制備不同涂層的熱噴涂技術(shù)，目前正針對(duì)不同需求開展研究，其次，非傳統(tǒng)的功能性涂層，如高隔熱涂層、低噪聲涂層、磁性傳感功能涂層、高精度抗蝕涂層、代鉻涂層均有較好的應(yīng)用前景.再者，等離子噴涂工藝在汽車制造工業(yè)中仍有強(qiáng)勁的生命力,且對(duì)其自動(dòng)化、智能化、高精度、高效率要求越來越高，其原因是應(yīng)適合汽車零部件生產(chǎn)大批量、低成本、高質(zhì)量的要求.

造船工業(yè)的應(yīng)用，除了船用動(dòng)力系統(tǒng)的排氣閥，活塞環(huán)、缸套等部件按類似汽車工業(yè)的要求進(jìn)行熱噴涂處理強(qiáng)化外,典型的應(yīng)用是采用低壓等離子噴涂鎳鈦合金制備螺旋槳抗空蝕涂層.使用壽命比鋁青銅提高了4倍,已在海軍用小型船舶螺旋槳上獲得應(yīng)用。?船舶的維修和關(guān)鍵的尺寸修復(fù),在工藝上是可行的，且附加值高，值得特別重視。例如大型船舶的艉軸、軸承座,發(fā)電機(jī)、舵機(jī)、錨機(jī)等輔機(jī)軸，各種閥門密封面、泵軸套、柱塞、機(jī)械密封壞等運(yùn)動(dòng)部件.往往由于關(guān)鍵部位磨損超差,不能使用,針對(duì)部件材質(zhì)、磨損形式和使用條件，采取適當(dāng)涂層進(jìn)行修復(fù),經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。航道疏浚用的挖泥船,大量零部件如泥斗、耙頭、鉸刀、鏟刀、鏟齒、泥泵葉輪等被泥沙磨損需修復(fù)，較原部件提高壽命達(dá)數(shù)倍,效果十分明顯.?航空、航天工業(yè)中的應(yīng)用

熱噴涂技術(shù)在航空、航天工業(yè)中應(yīng)用歷史久，范圍廣，涂層品種多,而且技術(shù)含量高。盡管航空、航天中飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、宇宙火箭等工作條件十分惡劣，對(duì)涂層可靠性要求非?？量蹋?dāng)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)中一半以上的零件都有涂層，主要用耐磨、耐腐蝕、抗氧化、封嚴(yán)。下表給出熱噴涂技術(shù)在航空航天中的部分應(yīng)用。?熱噴涂在航空航天中的應(yīng)用?領(lǐng)域

零部件

噴涂工藝

涂層材料

涂層用途

火箭技術(shù)

火箭頭部和噴管

等離子噴涂

A12O3,ZｒＯ２，Ｗ

耐熱、抗沖蝕?宇宙飛行器

噴氣推進(jìn)彈體整流罩宇宙研究裝置超短波天線

等離子噴涂等離子噴涂等離子噴涂

ZrO2，A12O3A12O３，ZrO2，W金屬，氧化物及碳化物

絕熱防粘連、絕熱、熱輻射性能絕熱、絕緣?航空

噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)蝸輪及壓氣機(jī)葉片燃?xì)馕佪喨~片燃燒室內(nèi)襯起落花流水架軸頸機(jī)翼及機(jī)身承力結(jié)構(gòu)前整流艙機(jī)匣

等離子噴涂等離子，HＶＯF等離子噴涂等離子噴涂等離子,HVOF等離子噴涂等離子噴涂等離子噴涂

Co－WＣ,ＴiＣ,Cｒ203Ni－A1，NiCrBＳｉNi-A1，A1，Ａ１２O3CoCｒA1Y,MｇO.ZrO2硬質(zhì)碳化物及其合金纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，聚苯酯、硅鋁鎳包石墨、鎳包硅藻土

耐沖蝕耐熱耐熱耐熱耐磨強(qiáng)度、剛度滑動(dòng)、封嚴(yán)耐磨、潤滑可磨、封嚴(yán)?對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的絕熱涂層，過去一般采用穩(wěn)定型的ｚｒｏ2，面層材料和COＮICRALＹ高溫粘結(jié)底層材料，通過等離子噴涂，制備兩層或數(shù)層階梯結(jié)構(gòu)涂層。自20世紀(jì)80年代末至90年代初,由于新的涂層技術(shù)－-－電子束物理氣相沉積技術(shù)的開發(fā)成功,制備的熱障涂層為柱狀晶結(jié)構(gòu)，與粘結(jié)底層結(jié)合牢固，涂層表面光潔，使用壽命高于等離子噴涂層一個(gè)數(shù)量級(jí).關(guān)于熱障涂層的粘結(jié)底層加陶瓷涂層結(jié)構(gòu),我國目前主要采用二層涂層結(jié)構(gòu),并已應(yīng)用在新型發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，加力燃燒室等熱部件上.目前對(duì)熱障涂層的改進(jìn)主要從多層或梯度功能涂層的設(shè)計(jì),粘結(jié)底層的預(yù)氧化處理,熱障陶瓷面層的滲鋁處理，陶瓷面層激光改性處理等方面研究和發(fā)展。?發(fā)動(dòng)機(jī)封嚴(yán)涂層隨著熱端高溫氣流溫度的逐級(jí)提高，使用溫度從3０0℃到1100℃，目前最高溫度可達(dá)1350℃.A1Si－聚苯酯，鎳－石墨，鎳—硅藻土等復(fù)合粉末涂層，已獲得成功應(yīng)用.其中，尤以高溫封嚴(yán)涂層制備和工作條件最困難。要求其厚度達(dá)２—3mm,噴涂時(shí)必須嚴(yán)格控制涂層應(yīng)力的產(chǎn)生.另外，要承受1000-１350℃高溫，遭受2-3倍音速的高溫氣流沖刷，受到超過３0０m／s線速度葉片尖部刮削而不發(fā)生剝落。故涂層必須耐高溫、抗氧化、耐熱震、結(jié)合強(qiáng)度高,化學(xué)惰性,而且質(zhì)軟，多孔(孔隙率達(dá)2５%-３０%）。?航空發(fā)動(dòng)機(jī)某些零部件的磨損總是也是十發(fā)嚴(yán)重的，在服役期間，有的發(fā)動(dòng)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速5000r/ｍin；并在極高負(fù)載和各種頻率的振動(dòng)下工作,從而產(chǎn)生各種機(jī)理的磨損，這些磨損僅靠改變基體材料是達(dá)不到要求的。據(jù)英國ＲR公司統(tǒng)計(jì)，１976年前發(fā)動(dòng)機(jī)零部件60%因磨損而報(bào)廢，采用耐磨涂層后報(bào)廢率降到30％，目前采用爆炸噴涂和ＨＶＯF噴涂涂層已有５０多種在航空產(chǎn)品零件上獲得應(yīng)用，如高低壓壓氣機(jī)葉片、蝸輪葉片、輪轂封嚴(yán)槽、齒輪軸、火焰筒外壁、襯套、副翼滑軌、制動(dòng)裝置等。目前國內(nèi)開發(fā)的某新機(jī)種上，規(guī)定采用十幾種熱噴涂層(主要是耐磨涂層)數(shù)百個(gè)零件,其中四種最關(guān)鍵的耐磨涂層必要采用結(jié)合強(qiáng)度好、涂層致密度高的爆炸噴涂和HVＯＦ噴涂工藝制備。下表為爆炸噴涂在國內(nèi)航空方面的應(yīng)用.

爆炸噴涂在國內(nèi)航空方面的應(yīng)用?零件名稱

涂層種類

應(yīng)用特性效果?發(fā)動(dòng)機(jī)蝸輪軸

NiCrBSｉ—Ni-A1

磨損報(bào)廢,重新使用?蝸輪葉片葉冠

X-40

磨損超差，重新使用

發(fā)動(dòng)機(jī)燃油導(dǎo)管

NｉCrSi

耐磨、延長使用壽命?壓氣機(jī)葉片阻尼臺(tái)

Ｃo-WC

耐微振磨損

三叉戟發(fā)電機(jī)軸

Co-WＣ

耐磨一年以上

三叉戟襟翼滑軌

Ni3Ａ1－WC

磨損、噴涂后使用?三叉戟前輪軸、套筒

Co-ＷＣ

磨損、噴涂后使用?４。鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用?熱噴涂技術(shù)在鋼鐵工業(yè)的應(yīng)用已有相當(dāng)長的歷史．從西方發(fā)達(dá)國家鋼鐵工業(yè)中噴涂技術(shù)應(yīng)用的對(duì)象來看，各式各樣的輥?zhàn)诱既繜釃娡坎考?５%以上，取得極顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果.如ＣO-WC噴涂的張緊輥，其壽命由鍍硬鉻使用的兩個(gè)半月延長到5年，停機(jī)檢修時(shí)間和費(fèi)用僅為原費(fèi)用的1／10。退火爐導(dǎo)輥,過去平均每月停機(jī)３０0min進(jìn)行檢修，噴涂后則可保持3年內(nèi)不檢修，并極大地提高帶鋼的品質(zhì)。日本鋼鐵公司熱噴涂退火爐輥的比率，從1982年的20％上繁榮昌盛到1989年的100%，而帶鋼因輥面結(jié)瘤引起的廢品率則由８0％下降到零。各國熱噴涂鋼鐵用輥類部件見表4－68.

表各種輥類部件的熱噴涂應(yīng)用?部件名稱

噴涂材料

噴涂方法

涂層厚度／mｍ

涂層硬度

最高工作溫度

中間層材料

結(jié)合強(qiáng)度/MＰa?爐輥（CＡL,CＧL）

５0%SｉO—ZｒO2CoCrA1Y—A12O3CoCrA１Ｙ—Y2Ｏ3＋ＣrB２

等離子噴涂爆炸噴涂

１。0

40０HＶ700HV１000ＨV

401０01０0

鍍鋅導(dǎo)輥(CGL)

Co-WC

ＨVOＦ

1。0

1300HV

?爐輥(ＡPL)

５。5BN/Ｎi-1４Ｃr－８Ｆe—3.5A１２1Ｂenｔonｉｔｅ／Ｎｉ—4Cr-4A120SｉO2-80ＣｏNiCrA1Y44SｉO2－２8ＣaO-17MgO-MｎＯ

火焰噴涂火焰噴涂火焰噴涂火焰噴涂

1/2。５1/2.５０.20。2

?爐輥（CＡL

W-Co—CＷ—C—Cr-Ni

爆炸噴涂

５40（無氧）4５0（有氧）

?爐輥(CAＬ

CrC＋Nｉ—CrCｒＣ+ＭＣrA1YＣo—Ｃr－Tａ—A１-Y+氧化物(A1２O3）ＣO-Ｎi－A１—Y＋氧化物（A１2O3)10０%（氧化物）

爆炸噴涂

８50（無氧)7５0（有氧）12００（有氧)8５0(有氧）12５0(有氧）≥130０（有／無氧）

爐輥（CAL

Ｃo－25Cｒ－10Ta-8Ａ1-０．8Y

爆炸噴涂

１000HV

爐輥（CAL

CＯ—Ni—Ｃr-A1-Ta—Y－（Ａ12O3—Ｃr２Ｏ3）ＣＯ-ZrO2SiＯ2

等離子噴涂

３50HV

11００1000

CoNiCrA１ＴaＹ

100?爐輥（ＣAL）

Cｏ基—氧化物－碳化物金屬陶瓷Cr3Ｃ２—25NiＣrZrO２–SiO2Cr3Ｃ2－2０NｉCｒA12Ｏ3-50Cr2O3ZrO2-8％Y2O3

等離子噴涂等離子噴涂等離子噴涂等離子噴涂等離子噴涂等離子噴涂

7０0HV7０0HV77６HV270HV

1050９509０0950

無無NｉCrＡ1YNiＣrＡ１Y

1009５9５7.42。0

注:ＣAＬ--—連續(xù)退火爐輥(ｃontinｕouｓａnnealingline）；

ＣGL—-—連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線輥(ｃontiｎuousｇaｌｖanizingline）?APＬ--—不銹鋼帶退火酸洗生產(chǎn)線輥(ｓtaｉnlessstealstrｉｐａnnealiｎg-pickｉngliｎe）

?

連續(xù)退火爐輥?汽車用外殼薄板和硅鋼片板材表面質(zhì)量要求極高,不允許有任何劃痕和缺陷.故生產(chǎn)中各個(gè)工藝環(huán)節(jié)對(duì)與鋼板接觸傳動(dòng)的爐輥表面狀態(tài)提出嚴(yán)格要求。在寶鋼薄板生產(chǎn)線上采用HVOF技術(shù)在連續(xù)退火爐輥表面噴涂作抗積瘤涂層，該涂層具有耐磨、耐高溫、自清潔作用。使用效果達(dá)到日本同類產(chǎn)品水平。在武鋼硅鋼片生產(chǎn)線上采用等離子噴涂NiCr-8％Y2Ｏ３／ZｒＯ2涂層用于硅鋼片高溫連續(xù)退火爐輥防積瘤。該輥長27０0mm,工作部位長1500ｍm,輥徑１2０mm，工作溫度８６0-９20℃,工作介質(zhì)為氮?dú)溥€原性氣氛并具有不同露點(diǎn)。使用結(jié)果證明：陶瓷涂層爐底輥壽命超過6個(gè)月，最長達(dá)2年。涂層抗積瘤效果明顯，硅鋼片表面質(zhì)量達(dá)到武鋼設(shè)計(jì)要求。??熱浸鍍生產(chǎn)線沉沒輥

采用森吉米爾法時(shí)行薄板鋼帶連續(xù)熱浸鍍鋅（ＣGＬ）和熱浸鍍鋁、錫等金屬熔液生產(chǎn)線中.熔液坩堝中工作的沉沒輥和穩(wěn)定輥等均遭受694－800℃鋁熔液和452－5７0℃鋅熔液侵蝕,同時(shí)鋼帶由輥面帶動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度高達(dá)３５－4０m/s。合金輥一般在鋁熔液中壽命僅２-３天,鋅熔液中則僅10天左右就會(huì)產(chǎn)生很深的磨痕和蝕坑，劃傷帶鋼表面使廢次品率增加。采用等離子噴涂與NiCrALY形成的梯度涂層，以及用HVOF噴泉涂涂層作為沉沒圍繞和穩(wěn)定輥工作層。由于涂層材料與鋁、鋅熔液不潤濕和不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。上述兩種工藝涂層分別在連續(xù)熱浸鍍鋁、鋅生產(chǎn)線坩堝中運(yùn)動(dòng)的壽命提高3－4倍。該類涂層還可用在熔融Cu、鋼液方面作錠模、運(yùn)輸槽、坩堝內(nèi)壁涂層和電偶套管、攪拌器、支架等保護(hù)層。??熱軋工具

大口徑無縫鋼管自動(dòng)軋管機(jī)所用的軋管機(jī)頂頭，傳統(tǒng)采用Ｃｒ17Nｉ２Ｍo整體鑄造的耐熱馬氏體不銹鋼制造，頂頭與９7０－1050℃，使頂頭高溫硬度和強(qiáng)度急劇下降，表面氧化燒傷，產(chǎn)生“結(jié)瘤”，撕裂、拉傷、凹陷。其消耗量為每軋制千噸鋼管耗頂頭16ｔ。采用等離子噴焊技術(shù)，在鍛制的45＃鋼頂頭基體上噴焊Ni基高溫合金+35%碳化鎢焊層，厚度為1。２－１．５mm。經(jīng)包鋼無縫鋼管廠3年的實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，噴焊頂頭平均使用壽命提高3—5倍.軋制每千噸鋼管耗頂頭降至3t。年增效益達(dá)１000萬元以上。

其他工模式的應(yīng)用，還有結(jié)晶器,高爐風(fēng)機(jī)、熱剪刃、壓鑄和擠壓模具等等。?５.印刷、造紙工業(yè)中的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，對(duì)紙張和印刷的技術(shù)要求越來越高，苛刻特殊的性能要求恰恰好是熱噴涂涂層發(fā)揮其作用的領(lǐng)域.?(1）印刷機(jī)械?等離子噴涂陶瓷涂層技術(shù)在印刷機(jī)輥?zhàn)由弦殉晒?yīng)用多年,其應(yīng)用領(lǐng)域正日益擴(kuò)大。陶瓷涂層的許多特點(diǎn)正適合印刷機(jī)輥?zhàn)拥男枰?它們包括：高耐磨性；高耐蝕性;絕熱性;防粘性；可刻蝕性；可維修性；選擇性潤濕性、親水性;電絕緣性、親水性;咬人性、適度粗糙度的保持性.

暈光輥：聚乙烯塑料薄膜電刻蝕用電暈處理機(jī)輥,輥長達(dá)500mm，其典型外徑為2５0-５０0mm，需要在輥面等離子噴涂層為易吸潮的ｒ-Ａ1２O3結(jié)構(gòu),涂層的介電常數(shù)取決于涂層中的干燥度，一般噴涂的氧化鋁涂層要用硅酮樹脂封孔。?彩色膠印輥：彩色膠印輥由印刷輥、輥、輸送油墨、傳統(tǒng)的輥組成,工作面一般采取鍍銅或鉻后電刻蝕成型。自2０世紀(jì)8０年代后，采取噴涂陶瓷涂層-磨光或拋光－激光刻蝕-拋光成型成套工藝制備。經(jīng)刻蝕后的輥面能精確地向印刷輥輸送油墨，因而能獲得圖像清晰的彩色膠印畫面,不串色。?采用等離子噴涂氧化鉻涂層能滿足彩色膠印輥使用要求.涂層制備時(shí)，要求孔隙率低和涂層不失氧，一般采取在等離子噴涂送粉氣中加氧,功率在5０KW以上進(jìn)行噴涂作業(yè)。制備的涂層經(jīng)適當(dāng)磨光后，用激光進(jìn)行刻蝕，刻蝕形成的窩狀熔池最佳半徑應(yīng)為1—３ｕm,典型深度為10-1５uｍ,但一般商品化制作均大于要求的數(shù)倍,如激光刻蝕的密度為１40線/cm。國內(nèi)進(jìn)行該方面的研究,已達(dá)到大面積、長時(shí)間噴涂的涂層無任何缺陷,涂層經(jīng)精密加工達(dá)到Ra0．１um以下，滿足激光刻蝕400線／cｍ的要求。?激光刻蝕的熔池不規(guī)則平整，涂層應(yīng)進(jìn)行表面最后拋光才能應(yīng)用.目的是使刮刀與輥面完全接觸，有效控制油墨輸送量，形成清晰的印刷效果.

(2)造紙機(jī)械?造紙工業(yè)中，從紙漿生產(chǎn)到成品紙張成型的整個(gè)工序過程,采用熱噴涂涂層的主要零件有：壓光輥、烘缸、木材輸送盤磨損板、風(fēng)機(jī)葉輪、輸送螺桿、蒸煮鍋、黑液鍋爐管道、腭形夾爪，紙張脫水板、泵軸及軸套、機(jī)械密封環(huán)等十幾種。針對(duì)具體使用環(huán)境，可采用各種涂層進(jìn)行腐蝕保護(hù)和提供特殊功能表面，延長工件的服役壽命和降低成本。目前，熱噴涂涂層在下面幾個(gè)部件上的應(yīng)用效果十分突出.1.烘缸造紙烘缸基體一般均用鑄鐵鑄造而成,烘缸直徑有1。5m，2。０m，３.０m等等，最大的可達(dá)6m以上。烘缸內(nèi)通入壓力為1Mｐa的過熱蒸汽用于干燥烘缸表面的紙張。由于烘缸材質(zhì)為鑄鐵,連續(xù)的紙帶巾于缸面干燥，并以高速（最高可達(dá)30m/ｓ）從缸面揭去，加之刮紙刀相對(duì)于烘缸運(yùn)動(dòng)（功能為刮揭紙張)，故烘缸表面同時(shí)受到自身缺陷、紙漿中所含堿液、松香、明礬等介質(zhì)的腐蝕和刮刀的磨損,需要施加涂層。傳統(tǒng)方法是在烘缸表面鍍硬鉻、電弧噴涂鋁青鋁+１Ｃr18Nｉ９Ti涂層和等離子噴涂Mo和含MO的鎳基涂層.?最近推出用高速氧燃料噴涂（HVＯF)，在我國又稱為超音速火焰噴涂,這種工藝噴涂Cｏ－WＣ層和氟化乙丙烯聚合物層，可使烘缸表面的釋放性能顯著提高，因?yàn)樵冢萔OF中噴涂粉末度只有5—5０um,粒子飛行速度達(dá)6０0—900m/s因而產(chǎn)生硬度（１100—120０HV)的無孔隙涂層。在噴涂操作時(shí)，每啟蒙噴涂厚度為０.１0－0.１5mm，不存在層間缺陷,而涂層在使用期間磨損是均勻的，故可保證涂層在任何剩余厚度下都具有相同性能．Ｃo-WC涂層可拋光到相當(dāng)?shù)偷拇植诙?，氟化乙烯擁有與溫度低于200℃時(shí)的特氟隆一樣的抗粘連特性和耐腐蝕性，且CoＣｒ-ＷＣ涂層有更好的粘連性，能更有效地改善紙張的表面效果.?2、壓光輥典型的壓光輥要求有非常光滑的表面,用來加工高檔光板紙.傳統(tǒng)的表面處理方法是鍍硬鉻后拋光,由于工作運(yùn)行時(shí)表面與刮刀接觸,易產(chǎn)生劃痕磨損。輥的壽命3－6個(gè)月。先后采用電弧和等離子噴涂Ni-A1+高鉻不銹鋼后用酚醛清漆封閉,但涂層表面粗糙度達(dá)不到要求.

采用HＶＯF和SB－HVＯＦ噴涂１0０ｕm厚度的耐磨CoCr-WC或Co-WC涂層，然后拋光精蝕到Ra≈0．０１-0．03uｍ，壓光輥的壽命可達(dá)2年.??黑液鍋爐管道紙漿堿回收用的黑液鍋爐，在使用過程中，燃燒的黑液和無機(jī)物對(duì)鍋爐水冷壁管道有嚴(yán)重的腐蝕和沖刷磨損作用。采用美國TAＦA公司研制的４５CT電弧噴涂單層涂層，取代過去采用的多層涂層體系使用壽命可達(dá)４年以上。由于4５ＣT屬高鎳鉻材料，成本貴且制成絲材工藝要求高，隨后相繼研制了Fe－22Cr-6A1合金線材等,采用電弧噴涂涂層基本達(dá)到45CT絲材性能指標(biāo)，而成本大大降低。

6能源、核工業(yè)中的應(yīng)用

能源工業(yè)主要包括熱能、水力、核能及太陽能等。熱噴涂涂層在火力發(fā)電鍋爐，水輪機(jī)、核反映堆、太陽能吸收和轉(zhuǎn)換上均能發(fā)揮特殊作用。

?

鍋爐“四管”保護(hù)?除了造約工業(yè)黑液鍋爐的保護(hù)涂層。什對(duì)電站、化工及其他行業(yè)的工業(yè)鍋爐水冷壁管、過熱管、再過熱和、省煤氣管的保護(hù)慶用進(jìn)行了研究和開發(fā)。

目前全國數(shù)家單位研究出適用電弧噴涂的高ＣｒNｉ、FｅCrNi及FeＣrA1合金涂層線材，噴涂的涂層質(zhì)量達(dá)到４5CT涂層指標(biāo)。成本低廉適合我國國情。另一種新型粉心絲材，電弧噴涂后可形成Fe3Ａ1＋WＣ金屬陶瓷涂層。具有優(yōu)異的抗高溫沖蝕防腐蝕作用，可以替代美國超音速火焰噴涂DＳ２00涂層.同時(shí)開發(fā)出先進(jìn)的高速、超音速電弧噴涂設(shè)備，大大提高了涂層的結(jié)合強(qiáng)度和致密性。目前，我國各地噴涂2０萬Kｗ,3０萬KＷ和６0萬KW的發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁管達(dá)二十多家,幾十臺(tái)鍋爐，使用壽命成倍提高.??

水輪機(jī)過流部件的抗氣蝕?氣蝕是造成水輪機(jī)葉片等部件失效的主要原因之一.我國長江,尤其是黃河水中含有大量泥少,對(duì)水輪機(jī)過流面造成一定的沖刷磨損，使氣蝕在磨損面上更加劇烈.調(diào)研表明；我國水輪機(jī)氣蝕破壞量數(shù)倍于國外同類機(jī)組。

由于制造工藝等方面的局限,水輪機(jī)整體材質(zhì)的選擇受到一定的限制。表面保護(hù)和強(qiáng)化技術(shù)顯示出較大的優(yōu)越性，研制成功的試水Nｉ—46，試水Ｎi-６7兩種自熔性合金粉末采用氧乙炔火焰噴焊的焊層與奧1０2不銹鋼堆焊層在模擬氣蝕試驗(yàn)條件下，線速度為4６m/s；水壓為0.1ＭPＡ，試驗(yàn)時(shí)間為44h，耐氣蝕性能比較列于表４-69?表４—69幾種焊層耐氣蝕性能比較?焊層材料

SH。F102

試水Ni－46

試水Ｎi－6７

奧102不銹鋼?耐氣蝕系數(shù)

0。97

１０.０3

1０。2２

1

耐氣蝕系數(shù)=奧１0２堆焊層平均失重/噴焊層平均失重?Ｎi-４６、Ni—6７分別采用氧乙炔噴焊在清水電站（氣蝕)水輪機(jī)過流部件和渾水電站（磨損+氣蝕）水輪機(jī)過流部件使用效果均高出原件1倍以上壽命?，F(xiàn)已在小型電站水輪機(jī)導(dǎo)水葉、轉(zhuǎn)輪、葉片、迷宮環(huán)上推廣使用。

我國小浪底電站水輪機(jī)組現(xiàn)已采用HＶＯF噴涂硬質(zhì)耐磨涂層進(jìn)行保護(hù),使用效果有待進(jìn)一步觀察.??

核電工程功能涂層?核聚變裝置大致可分成磁約束聚變反應(yīng)堆（MＣF)和慣性約束聚變反應(yīng)堆(ＩＣF)兩大類。B4C是一種能吸收高深度Ｘ射線而表面受熱量小的低Ｚ材料，它不會(huì)被中子激活，并且有較高的硬度和汽化溫度,ICF反應(yīng)堆可采用B4C涂層作為第一級(jí)保護(hù)墻。另外，在封閉磁場中維持燃料連續(xù)核聚變，使MＣF反應(yīng)堆長期運(yùn)行，選用高Ｚ材料是有利的,如鎢,可用作ToｋamacMＣF反應(yīng)堆和其中的Ｔoraid燃料裝置（等離子產(chǎn)生裝置）的保護(hù)。B4C和W涂層性能見表4-７０?涂層均采用低壓等離子噴涂(VPS）制備。?核反應(yīng)堆循環(huán)系統(tǒng)的高溫截止閥、控制閥是為了防止鈷合金受核輻射對(duì)水回路造成污染，對(duì)其密封面材料提出噴焊無鈷少硼自熔性合金粉末.研制的Nｉ－Cr—W－C基自熔性合金粉末與傳統(tǒng)的自熔性Ni-Ｃｒ—B—Sｉ相比，硼硅含量相對(duì)低，且含鎢、鉻、和碳均較高。開成的等離子噴焊層為韌性好的Ni基固溶強(qiáng)化的奧氏體中鑲嵌初晶態(tài)或共晶態(tài)硬質(zhì)相組織。焊層有較好的抗裂性和耐熱沖擊性,磨擦系數(shù)小,耐磨性好，高溫硬度和強(qiáng)度高,已投入使用。?表４-7０B4Ｃ和W涂層的性能?材料純度／%

Ｗ99。9

B4C９9?涂層厚度/uｍ

10０土25

500土5０

孔隙率/%

<2％

＜3

粗糙度Rａ/ｕm

3０

-?硬度/HV

—

〉２000?粘結(jié)強(qiáng)度/MPa

>35

2５－30

新能源工業(yè)中,目前出現(xiàn)的釔鋇銅氧(Ｙba2Cu3O7）鉍鍶鈣銅氧（BiSrCａCuO）高溫超導(dǎo)陶瓷涂層,固體燃料電池涂層,儲(chǔ)氫材料涂層以及太陽能吸收與轉(zhuǎn)換涂層均已有雛形或正在深入研究，工業(yè)化應(yīng)用前景廣闊.?７.紡織、化纖工業(yè)中的應(yīng)用?現(xiàn)代紡織機(jī)械特別是化纖機(jī)械，正向高速、輕質(zhì)、節(jié)能方向發(fā)展。許多耗能的高速運(yùn)動(dòng)零部件一般盡可能采用輕質(zhì)合金基體（如鋁）＋表面強(qiáng)化及功能涂層復(fù)合制造.

紡織部件要求有一個(gè)輪廓分明的表面形狀，這是由于在與纖維接觸中這些部件必須起導(dǎo)向、卷繞、紡絲和拉絲并纏繞纖維作用所要求的。特殊的表面有的供設(shè)計(jì)要求的張力，同時(shí)又對(duì)纖維不造成拉毛和擦傷，同時(shí)自身還必須有足夠的耐磨性，以滿足紡機(jī)長時(shí)間穩(wěn)定工作的要求,尤其是紡織行業(yè)規(guī)?；a(chǎn)，這種要求更顯突出。上述種種通過熱噴涂功能性涂層的設(shè)計(jì)和制備方能滿足。目前在紡織行業(yè)成套設(shè)備數(shù)千個(gè)受力點(diǎn)所用的部件大部分采用功能涂層復(fù)合部件，零件涂層性能見表4－７1

從表4—71中可知,紡織工業(yè)中使用ＡL２O３+TiＯ2涂層范圍較廣，盡管這類涂層有很好的耐抗蝕性能.但由于AL２O3和TｉＯ2以及其他氧化物可與不同比例組成新的陶瓷涂層材料，經(jīng)等離子噴涂后用不同的后處理技術(shù)如拋磨、刷磨、磨削和砂光等加工方法,可獲得不同硬度與不同表面狀態(tài)的涂層,以適應(yīng)各種纖維紡織性能的需要.其特點(diǎn)如下。

部分紡織零件表面涂層及性能

零件名稱

表面涂層

噴涂工藝

應(yīng)用特性

絲束切斷刀片

Co-WC、ＴiC

等離子、HVOF

耐磨、較無涂層壽命提高4—1０倍

牽伸羅拉

Cr2O3、Ａ12O３+TiＯ2

等離子噴涂

橘皮表面、纖維松脫性好?卷曲羅拉

Co-WC

等離子、ＨVOF

與纖維親合性好、耐磨咬合性好

加捻磨擦盤

Ｃr2O3

等離子噴涂

磨擦力一定、加捻纖維性好?高速紡織機(jī)槽筒

Cr2O3基涂層

等離子噴涂

低磨擦表面、耐磨

倍捻機(jī)錠杯

A12O3+ＴiO2

等離子噴涂

耐磨減摩、導(dǎo)靜電?上油輥

A12O３+TiＯ2

等離子噴涂

橘皮表面、耐磨

測長輪、鼓、盤

A12O3＋TiＯ2

等離子噴涂

耐磨損、減磨?緊縮輥

Cr2O3、A12O3+TiO２

等離子噴涂

耐磨損、減磨?擠壓機(jī)、計(jì)量螺桿

Co—ＷC、TiＣ

等離子、HVOF

抗腐蝕和氣蝕

導(dǎo)絲輥

Cr2O3、Ａ1２Ｏ3＋TiO2

等離子噴涂

耐磨損、適當(dāng)?shù)谋砻孑喞?/p>

槽形羅拉

Cr２O3、A12Ｏ3+TｉO2

等離子噴涂

耐磨損、適當(dāng)?shù)谋砻孑喞?/p>

?

具有優(yōu)異的耐高速纖維磨損性能，氧化物陶瓷涂層硬度高和低表面能性質(zhì)，決定其必備耐磨和減摩性，這一點(diǎn)不容易被其他材料所取代。

?

不同的陶瓷涂層后加工方法使表面具有不同的輪廓，因而會(huì)有不同的磨擦力。能對(duì)纖維施以適度的“捻力”,使纖維達(dá)到必要的強(qiáng)度和韌度。??

利用噴涂表面無數(shù)微粒凸起的噴涂態(tài)（可經(jīng)適當(dāng)?shù)募庸は饫姆屙敚?提供適度的表面粗糙度，與纖維作用時(shí)使纖維表面獲得必要的“絨度",達(dá)到染色性好，有一定的吸濕性等。?cr2o3比Aｌ２o３硬度值更高且具有耐化學(xué)腐蝕作用.碳化涂層主要提供耐應(yīng)性能,在紡織行業(yè)中均有特殊的作用。

大多數(shù)紡機(jī)零件均需要制備表面極平整、細(xì)膩、均勻的薄型陶瓷涂層表面.噴涂過程中必須把握以下三個(gè)環(huán)節(jié)：一是用≤0.２5mｍ的細(xì)粒度剛玉進(jìn)行表面粗化噴砂：二是采用粒度范圍5-45ｕm的粉末噴涂;三是涂層厚度一般為0。15－0。20mｍ.

這些應(yīng)用已在我國形成系統(tǒng)化、規(guī)?；鸵?guī)范化。紡織化纖工業(yè)陶瓷涂層的應(yīng)用占全國陶瓷涂層大部分市場。

電子工業(yè)中的應(yīng)用?金屬—陶瓷復(fù)合材料結(jié)構(gòu)是微電子工業(yè)基板材料的一種理想材料。在金屬板(如科伐合金、銅、鋁、鋼）上熱噴涂高介電常數(shù)的陶瓷涂層，具有高熱導(dǎo)率的金屬能將強(qiáng)電流所產(chǎn)生的熱發(fā)散開,而陶瓷涂層則提供很好的介電絕緣性能。以銅板上噴涂ＡＬ2Ｏ3陶瓷涂層為例，其總熱導(dǎo)率比在相同厚度銅板上燒結(jié)氧化鋁層的總熱導(dǎo)率高5倍,而傳統(tǒng)作為介電導(dǎo)熱的BeO的熱導(dǎo)率僅較氧化鋁涂層高1倍，故可通過適當(dāng)減薄涂層厚度，用作集成電路板的介電散熱。提高集成電路的功率.美國已能噴涂25mm＊25ｍｍ的介電陶瓷涂層復(fù)合電路板，一批次生產(chǎn)可達(dá)5萬件規(guī)模。

熱噴涂技術(shù)是生產(chǎn)厚膜電路的有效方法，這種電路比印刷電路可承受較高的電流。其制造過程是：在非導(dǎo)電基體上（如塑料、陶瓷或玻璃等）噴涂金屬。電路模型噴涂前需遮蔽，噴涂后腐蝕去不需要的部分即可?；蛴盟芰献⒛７▉碇谱?對(duì)塑料表面全部噴涂后，磨出凸出部分則凹陷部分為所要的電路模型.厚膜電路常用的噴涂金屬為銅、鋁、鋅和銀,在制造電阻器、電容器和電感器方面已得到應(yīng)用和發(fā)展。?在熱處理后的玻璃上熱噴涂鋁等涂層已制成電加熱板。在大型閘刀開關(guān)的接觸面，1500A/6０V直流電源開關(guān)導(dǎo)電觸頭上噴涂導(dǎo)電涂層，經(jīng)2０00次開關(guān)壽命試驗(yàn)表明:紫銅涂層制觸頭耐電蝕性最差;銀或銀鎢合金涂層的觸頭耐電蝕性較好;等離子噴涂AｇＷ或CuW涂層的觸頭各種性能均最佳。?鋅涂層可提供高能級(jí)的電磁波衰減范圍,可用于屏蔽電磁波和無線電頻率的干擾,同時(shí)可清除靜電放電火花。這方面的應(yīng)用包括計(jì)算機(jī)終端裝置、電子辦公設(shè)施、感光電子設(shè)備等。

9。化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用

化學(xué)工業(yè)中最大的問題是腐蝕，各種材料在不同腐蝕介質(zhì)、腐蝕環(huán)境、腐蝕溫度中形成的腐蝕機(jī)理也是千差萬別的。熱噴涂涂層抗腐蝕的作用是:將耐蝕性能優(yōu)異的合金、陶瓷、塑料等材料在需保護(hù)的基體上形成一定厚度的涂層或多重涂層，再對(duì)涂層的微孔采用合適的封孔劑進(jìn)行封閉,用隔離形式保護(hù)基體免受腐蝕.由于上述耐蝕材料形成涂層時(shí),由于相變或部分元素?zé)龘p等原因，耐蝕性會(huì)略有下降。同時(shí)封孔劑的選配和封閉技術(shù)的差異，有時(shí)也達(dá)不到100％的封孔效果，故防蝕是一項(xiàng)系統(tǒng)而艱巨的工作，需要認(rèn)真分析腐蝕原因，科學(xué)設(shè)計(jì)防腐涂層體系,仔細(xì)嚴(yán)格操作程序。

一般來說，用于大氣常溫環(huán)境下的耐蝕涂層，采用噴涂鋁、鋅、鋅鋁、不銹鋼、鋁青銅類合金涂層外加封孔形成復(fù)合防護(hù)體系即可耐20年以上的自然腐蝕。對(duì)于較嚴(yán)重的工業(yè)區(qū)大氣環(huán)境,可采用噴涂鎳基、鉆基、Mo、塑料和陶瓷涂層加某些專用封孔劑進(jìn)行局部防護(hù).?鎳、鈷、鐵基自熔性合金的噴涂重熔,形成的無孔致密焊層耐蝕性較好,幾乎與整體同種材料的抗蝕性相當(dāng)?；鹧鎳娡康乃芰贤繉訒?huì)形成致密無孔的涂層，經(jīng)高壓電火花檢漏儀進(jìn)行檢測確認(rèn)無孔后,能用于塑料軟化溫度以下的多種腐蝕介質(zhì)并存的工況條件，但其弱點(diǎn)是塑料不耐老化，使用壽命有限。氧化物陶瓷主要用于較強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，如醋酸、磷酸、氫氧化物以及各種鹽類的腐蝕加磨損工況條件中,同時(shí)也耐數(shù)百度高溫條件下的腐蝕介質(zhì)侵蝕，但涂層的封孔材料和涂層設(shè)計(jì)需認(rèn)真選配方能達(dá)到預(yù)期效果。由于該類涂層技術(shù)要求高，制造成本貴，僅在特殊工況下的關(guān)鍵零部件上局部應(yīng)用，大面積現(xiàn)場采用不太現(xiàn)實(shí)。?超音速火焰噴涂、超音速等離子噴涂、燃?xì)獗▏娡考夹g(shù)在抗腐蝕涂層中應(yīng)用，可制備結(jié)合強(qiáng)度高(50-100ＭPa）,孔隙率極低（≤1.５％)的優(yōu)質(zhì)涂層，并獲得很好的應(yīng)用效果．?涂層封孔劑方面的研究進(jìn)展據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國研制成功并實(shí)施應(yīng)用的達(dá)近百種。其中絕大部分用于常溫、弱介質(zhì)環(huán)境涂層封孔。用于惡劣工況環(huán)境的封孔劑據(jù)資料介紹,目前已有20多種可用于包括王水在內(nèi)的介質(zhì)環(huán)境涂層封孔,其中5種可在2０0℃以上長期使用,耐溫最高達(dá)５００℃,有１0種封孔劑可用于食品及醫(yī)藥行業(yè).作為封孔劑材料均應(yīng)具有以下特點(diǎn).??

耐反應(yīng)原料、中間反應(yīng)物及最終產(chǎn)品的腐蝕。??

耐上述各種物質(zhì)的溶解.??

抵御上述各種物質(zhì)的應(yīng)力開裂傾向。

熱噴涂涂層體系在化學(xué)腐蝕領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例見表４—72?表4—7２中反應(yīng)釜搪瓷內(nèi)襯修補(bǔ)技術(shù)已申請(qǐng)專利，用于酸堿鹽及有機(jī)物８0－３５0℃腐蝕環(huán)境中的封孔劑已形成聚酯型、有機(jī)聚合物型、樹脂型和膠粘劑型等系列,并獲得國家專利及發(fā)明獎(jiǎng)。?熱噴涂涂層在腐蝕介質(zhì)中的應(yīng)用

零部件名稱

噴涂工藝

涂層體系

性能與用途?化工管道

電弧噴涂氧乙炔噴涂

Ｚn、A1、不銹鋼NiCｒ+封閉塑料涂層青銅

耐水介質(zhì)腐蝕和大氣氧化抗弱介質(zhì)氣氛和溶液腐蝕?葡萄酒、啤酒儲(chǔ)罐

氧乙炔噴涂電弧噴涂

環(huán)氧樹脂涂層、不銹鋼+封閉復(fù)合涂層

無孔、無毒、與乙醇不產(chǎn)生反應(yīng)、阻止基體中有害離子的滲入?泵柱塞、葉輪、機(jī)械密封環(huán)、閥門密封面

氧乙炔噴焊等離子噴焊等離子噴涂ＨVOＦ爆炸噴涂

Ni、Cｏ、Fe、Ｃu基自熔合金氧化物陶瓷A1２O3、A1２O3＋ＴｉO2、Cr2O3、MoCo-Ｗc

減摩抗磨性好，抗介質(zhì)和高溫腐蝕,壽命提高２－3倍，主要用于零部件運(yùn)動(dòng)工作面

化工反應(yīng)釜搪瓷內(nèi)襯修補(bǔ)

氧乙炔噴涂

Cｒ2O3Ｃr2O3。SiO2.TiO2加聚苯硫醚高溫漆

耐2５0-３50℃強(qiáng)酸堿的腐蝕和流體的沖刷，適用于局部小面積掉瓷區(qū)域的修補(bǔ)

軸類、軸套

等離子噴涂ＨＶＯF爆炸噴涂

Ａ1２Ｏ3+ＴiO2Cr2Ｏ3Co—WCNｉ—Cr-B—Si加封孔劑

耐２50-3５０℃強(qiáng)酸堿的腐蝕減摩、耐磨性好，用于運(yùn)動(dòng)工作面上?10．生物醫(yī)療器件中的應(yīng)用?隨著人類生活質(zhì)量的提高，人類平均壽命延長，對(duì)人工骨骼的需求量日增。據(jù)統(tǒng)計(jì),１98４年美國使用人工關(guān)節(jié)情況為:髖關(guān)節(jié)11萬件，膝關(guān)節(jié)：6.5萬件，肩指及其他關(guān)節(jié):5萬件。１990年資料報(bào)道，美國每年使用８．8萬只全膝關(guān)節(jié)。19９7年全世界人工關(guān)節(jié)預(yù)測顯示：全髖關(guān)節(jié)40萬件,全膝關(guān)節(jié)20萬件，踝／肘/肩關(guān)節(jié)７0萬件，手指關(guān)節(jié)60萬件。?我國人口眾多，占世界總?cè)丝诘乃姆种?按19