热喷涂技术的发展和应用(3)

青铜、氧化铝、氧化铬陶瓷涂层和塑料等。由于涂层的电极电位比钢铁高，因此，易在涂层孔隙处产生电化学腐蚀，故对应用于以下机械部件如柱塞泵的活塞和活塞杆、液压油缸、蒸汽机机轴的密封部件、船舶尾轴、阀门等的涂层，必须封孔处理。陶瓷涂层用于防腐也必经过封孔处理。目前，国内用得最成功的防腐涂层是锌、铝涂层。其技术已应用于大型桥梁、海洋钻井平台、水利设施等。如英国普利茅斯Tamar 公路大桥，从1961 年喷涂了0.08 mm 厚的铝–锌复合涂层，至今只重新喷涂过一次。此外，该工艺在化工、食品等行业也得到广泛应用，如葡萄酒厂低温发酵车间的发酵罐内壁采用火焰喷涂聚乙烯涂层，有效防止了罐壁的点蚀，控制了酒中铁离子的含量。

4.2、喷涂耐磨涂层

热喷涂技术被成功应用于喷涂机械零件耐磨涂层，延长零件的使用寿命或修复磨损失效的机械零件。美国Metco公司在中国小浪底水电站中承担了水轮机耐浊涂层任务，共耗13 吨喷涂材料。可使水轮机叶轮寿命从3 年提高到几十年。在航空发动机中，采用可磨耗涂层能成功减小转子与机壳的间隙。

4.3、喷涂耐高温涂层

热喷涂技术同样可以改善机械零件的抗高温氧化性能。采用热障涂层隔离金属基体与高温环境，可以有效保持金属构件的力学性能。例如人造卫星表面喷涂氧化氯涂层，在急剧热交变条件下，可保证其内部仪器始终在一定温度范围内可靠地工作。美国在“探险者”喷涂氧化铝，其遮盖面积为卫星总面积的25%。

4.4、喷涂功能涂层

热喷功能涂层广泛应用在电器工业中。如喷涂屏蔽涂层于监测和控制汽车发动机排气中的氧含量和毒性化合物含量的探测仪，以保证其灵敏度。而热喷涂生物相容性涂层在生物医学方面则展示了良好前景。如喷涂羟基磷、氟羟基磷石等可与人体种植体形成紧密结合，这种技术已应用于人工牙齿、人造骨头种植体上。

4.5、喷涂成型

采用热喷涂制造机械零件是近年迅速发展起来的特殊制造技术。例如，采用电弧喷涂制造冲压塑料和皮革制品件模具、等离子喷涂陶瓷或耐火喷嘴、雷达整流、高温炉元件，以及纤维增强钛合金复合材料发动机部件等。在模具制造方面，西安交通大学将热喷涂与RP 快速成型技术相结合，制造出了锌基合金模具。但是，用喷涂成型法制造的零件具有孔隙度高、机械强度差和大部分需后处理的缺点。因此，此项技术还待完善。

5、热喷涂技术的新进展：

5.1、工艺

随着技术的不断改进与完善，热喷涂的应用领域不断拓展。如现代等离子喷涂技术采用计算机控制系统，大大减少了工作强度以及出错率；大功率等离子喷涂技术的出现，使等离子喷涂的沉积效率进一步提高，喷涂功率已达200 kW；轴向送粉的三阴极等离子喷枪和高频等离子系统的发明，使喷涂材料受热均匀、喷涂质量更高。为了喷涂发动机气缸内壁等部件，开发出了旋转等离子喷涂装置。在喷涂钛合金涂层时，通过高频等离子喷涂过程中氮气与钛合金反应，形成钛合金–氮化钛复合涂层，极大地提高了钛合金涂层的耐磨性能。低压等离子热喷涂技术是热喷涂与热处理的结合，根据所采用的能源的不同，出现了激光重熔和电子束重熔、微等离子热喷涂的工艺。监控系统的发展是近年来热喷涂技术进步的重要标志，它将为提高热喷涂涂层质量提供有力的保障。目前，正在开发各种在线测量装置，如自我诊断监控的智能热喷涂系统已经出现。此外，热喷涂的计算机仿真软件也已出现，并在实践中得到应用。

5.2、材料

热喷涂用材料也随着热喷涂技术的发展而发展。目前，为了满足对材料多功能、高性能