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什麼是熱噴塗

thermal spray coating process


熱噴塗是利用某種熱源將塗層材料加熱到熔融或半熔融狀態,同時借助於焰流或高速氣體將其霧化,並推動這些霧化後的粒子噴射到基體表面,沉積成具有某種功能的塗層技術。近年來熱噴塗技術的內容得到了擴展,即對於一些材料粒子被氣流加速的過程中,使其速度達到或超過臨界速度,但未被加熱到熔融或半熔融狀態,由於粒子在達到沉積面時會將高的動能變為材料粒子變形及熱能使得基體和粒子之間或粒子和粒子之間形成良好的結合,即所謂的"冷噴"技術也納入到了這個技術領域之中了。

熱噴塗原理:熱噴塗是指一系列過程,在這些過程中,細微而分散的 金屬或非金屬的塗層材料,以一種熔化或半熔化狀態,沉積到一種經過製備的基體表面,形成某種噴塗沉積層。塗層材料可以是粉狀、帶狀、絲狀或棒狀。熱噴塗槍 由燃料氣、電弧或等離子弧提供必需的熱量,將熱噴塗材料加熱到塑態或熔融態,再經受壓縮空氣的加速,使受約束的顆粒束流衝擊到基體表面上。衝擊到表面的顆 粒,因受衝壓而變形,形成疊層薄片,粘附在經過製備的基體表面,隨之冷卻並不斷堆積,最終形成一種層狀的塗層。該塗層因塗層材料的不同可實現耐高溫腐蝕、 抗磨損、隔熱、抗電磁波等功能。

熱噴塗技術是在1908年由瑞士的肖普(schoop)博士發明(首創)並用霧化裝置進行噴塗試驗的。在1913年製作出世界首台絲材噴槍,並在其後逐漸完善和得到應用。1920年,日本人去瑞士考察後,發明了以交流電為熱源的電弧熱噴塗裝置,但因交流電不穩定,效率低,塗層品質差等原因,這種交流電弧熱噴塗技術及裝置未能得到實際的推廣和應用。後來德國改用直流電源後,電弧噴塗才有了真正的實用價值,1938年,美國研製成功了電弧絲材噴槍,其後又研製出粉末氧-乙炔火焰噴槍。1953年,當時的西德研製出自熔性合金粉,這是噴塗材料發展的一次重大突破,(是粉末噴塗材料從單一金屬向合金材料發展,從低熔點材料向高熔點材料發展,從低耐磨性向高耐磨性發展的里程碑)。上世紀50年代後期,美國又相繼研製出爆炸噴塗和等離子噴塗,滿足了當時航空、導彈等尖端技術對塗層性能的需要。上世紀60~70年代,是噴塗材料發展十分活躍的時期,美國、加拿大、瑞士、西德、比利時等國分別研製生產出系列的複合粉、多種自熔合金粉、陶瓷粉、金屬陶瓷粉和自粘結複合粉等,這其中包括以Ni-AL為基礎的放熱型複合粉,這些材料的出現以及材料生產技術的不斷完善,使得噴塗材料更加齊備和商品化,滿足了當時,直到今天人們在這方面的需求。

 我國的熱噴塗技術及工程應用早在上世紀50年代初就開始了絲的電弧熱噴塗(據資料報導,就在江浙一帶的高壓輸電鋼結構塔上噴塗Zn塗層防腐,至今仍在起著防腐蝕的作用)。

 

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