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热喷涂工艺流程

热喷工艺过程如下：

工件表面预处理 → 工件预热 → 喷涂 → 涂层后处理

1.4.1 表面预处理

为了使涂层与基体材料很好地结合，基材表面必须清洁及粗糙， 净化和粗化表面的方法很多，金属表面喷涂， 方法的选择要根据涂层的设计要求及基材的材质、形状、厚薄、表面原始状况以及施工条件等因素而定。

净化处理的目的是除去工件表面的所有污垢，如氧化皮、油渍、油漆及其他污物，关键是除去工件表面和渗入其中的油脂。 净化处理的方法有， 溶剂清洗法、蒸汽清洗法、碱洗法及加热脱脂法等。

粗化处理的目的是增加涂层与基材间的接触面， 增大涂层与基材的机械咬合力，使净化处理过的表面更加活化，以提高涂层与基材的结合强度。 同时基材表面粗化还改变涂层中的残余应力分布，对提高涂层的结合强度也是有利的。粗化处理的方法有喷砂、机械加工法(如车螺纹、滚花)、电拉毛等。

其中喷砂处理是***常用的粗化处理方法，常用的喷砂介质有氧化铝、碳化硅和冷硬铸铁等。喷砂时，喷砂介质的种类和粒度、喷砂时风压的大小等条件必须根据工件材质的硬度、工件的形状和尺寸等进行合理的选择。对于各种金属基体，推荐采用的砂粒粒度约为16－60 号砂，粗砂用于坚固件和重型件的喷砂，喷砂压力为0.5－0.7Mpa，薄工件易于变形，喷砂压力为0.3－0.4Mpa。特别值得注意的一点是，用于喷砂的压缩空气一定要是无水无油的，喷涂碳化钨，否则会严重影响涂层的质量。喷涂前工件表面的粗化程度对大多数金属材料来说2.5－13 μmRa 就够了。随着表面粗糙度的增加涂层与基体材料的结合增强，但是当表面粗糙度超过10μmRa 后，涂层结合强度的提高程度便会减低。

对于一些与基材粘结不好的涂层材料， 还应选择一种与基体材料粘结好的材料喷涂一层过渡层，称为粘结底层，常用作粘结底层的材料有Mo、NiAl、NiCr及铝青铜等。粘结底层的厚度一般为0.08－0.18μm。

1.4.2 预热

预热的目的是为了消除工件表面的水分和湿气， 提高喷涂粒子与工件接触时的界面温度， 以提高涂层与基体的结合强度；减少因基材与涂层材料的热膨胀差异造成的应力而导致的涂层开裂。预热温度取决于工件的大小、形状和材质，以及基材和涂层材料的热膨胀系数等因素，一般情况下预热温度控制在60 - 120 ℃之间。

1.4.3 喷涂

采用何种喷涂方法进行喷涂主要取决于选用的喷涂材料、工件的工况及对涂层质量的要求。例如，如果是陶瓷涂层，则选用等离子喷涂；如果是碳化物金属陶瓷涂层则采用高速火焰喷涂；若是喷涂塑料则只能采用火焰喷涂；而若要在户外进行大面积防腐工程的喷涂的话，那就非灵活的电弧喷涂或丝材火焰喷涂莫属了。总之，喷涂方法的选择一般来说是多样的，但对某种应用来说总有一种方法是的。

预处理好的工件要在尽可能短的时间内进行喷涂，喷涂参数要根据涂层材料、喷枪性能和工件的具体情况而定， 优化的喷涂条件可以提高喷涂效率、并获得致密度高、结合强度高的高质量涂层。

1.4.4 涂层后处理

喷涂所得涂层有时不能直接使用， 必须进行一系列的后处理。用于防腐蚀的涂层，为了防止腐蚀介质透过涂层的孔隙到达基材引起基材的腐蚀，必须对涂层进行封孔处理。用作封孔剂的材料很多，有石腊、环氧树脂、硅树脂等有机材料及氧化物等无机材料， 如何选择合适的封孔剂， 要根据工件的工作介质、环境、温度及成本等多种因素进行考虑。

对于承受高应力载荷或冲击磨损的工件，为了提高涂层的结合强度，要对喷涂层进行重熔处理(如火焰重熔、感应重熔、激光重熔以及热等静压等)， 使多孔的且与基体仅以机械结合的涂层变为与基材呈冶金结合的致密涂层。

有尺寸精度要求的，要对涂层进行机械加工。 由于喷涂涂层具有与一般的金属及陶瓷材料不同的特点，如涂层有微孔，不利于散热；涂层本身的强度较低，不能承受很大的切削力；涂层中有很多硬的质点，对刀具的磨损很快等，因而形成了喷涂涂层不同于一般材料的难于加工的特点。所以必须选用合理的加工方法和相应的工艺参数才能保证喷涂层机械加工的顺利进行和保证达到所要求的尺寸精度。

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涂层耐磨性的要求，这主要包括如下一些内容。

1）涂层硬度。提高涂层硬度，有利于增大涂层的屈服强度，防止发生变形；涂层硬度***，抗磨料磨损性能增强，涂层的磨料磨损速率与涂层硬度成反比。若涂层硬度超过磨料颗粒的硬度，磨料磨损速率急剧下降。因此，在磨料磨损的工况下，涂层硬度应尽可能的高。而在滑动磨损情况下，应考虑使用韧性强的具有单相结构的软涂层，但不能有第二相硬质颗粒存在，否则将引起严重的磨料磨损。

2）耐高温磨损性能。当硬质涂层用作耐高温磨损涂层时，不仅要求具有良好的高温红硬性，即具有高的高温硬度，江陵喷涂，而且涂层与对偶摩擦材料之间的化学溶解度要小。

3）耐腐蚀磨损性能。耐磨涂层在腐蚀性介质中的耐磨性能还取决于涂层在化学介质中的耐蚀性能。许多硬质涂层都具有优异的耐蚀性，特别是氧化物和碳化物等陶瓷涂层是很好的耐腐蚀磨损涂层材料。

4）涂层颗粒之间的结合强度高。硬质涂层颗粒之间应具有高的结合强度。例如，WC-Co金属陶瓷涂层是的耐磨涂层材料，钴对碳化钨等硬质颗粒的润湿性***，因而使碳化钨颗粒能牢固的粘结在一起，不会发生剥落，在这种前提条件下，才能充分发挥碳化钨硬质相的高耐磨特性。

显然，耐磨涂层的成功应用既取决于涂层本身的耐摩擦磨损特性，还取决于涂层与基体之间性能的合理匹配。

2．耐磨涂层喷涂材料选择

在某些情况下，要求涂层既具有良好的耐磨损性能也要具有优良的耐腐蚀特性，例如，在石油、化工、海洋性气氛等环境介质中工作的零部件，如果将涂层耐磨损性能及耐腐蚀性能分为十个等级进行定性评价的话，其结果如表所示。其中，1级表示该涂层的耐磨损性能或耐腐蚀性能***差，10级表示该涂层的耐磨损性能或耐腐蚀性能优。