选择热喷涂工艺的技巧与方法

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：几种主要热喷涂工艺的涂层特征及相对成本见表4-3。表4-3 几种热喷涂工艺性能及成本比较4.以现场施工为出发点的选择原则以现场施工为出发点进行工艺选择时，应首选电弧喷涂，其次是火焰喷涂，便携式HVOF及小功率等离子喷涂设备也可进行现场喷涂施工。

为了获得满足零件使用要求的涂层，应结合零件使用工况条件及各种喷涂材料的成分、性能、工艺特性、涂层性能及适用的使用环境等综合考虑，进而确定合适的喷涂材料，并谨慎选择所采用的热喷涂工艺。

热喷涂工艺方法较多，但每一种方法都有其自身的优点和局限性，从不同的角度进行热喷涂工艺选择，会得出不同的结果。以高速火焰喷涂（HVOF）为例，当采用HVOF工艺喷涂金属、合金及金属陶瓷类材料时，可获得结合强度高（＞70MPa）、致密度高（孔隙率＜1%）、氧化物含量少的高质量涂层，但该工艺也存在运行成本较高、对基体输入热量较大、不能喷涂氧化物陶瓷（个别高速火焰喷涂系统能够喷涂Al₂O₃、Al₂O₃-TiO₂等低熔点陶瓷，如HV2000型高速火焰喷涂设备）等缺点。因此，在选择热喷涂工艺时，应针对具体需求进行综合分析。

1.以涂层性能为出发点的选择原则

1）涂层性能要求不高、使用环境无特殊要求，且喷涂材料熔点低于2500℃，可选择设备简单、成本较低的氧-乙炔火焰喷涂工艺或电弧喷涂工艺，如一般工件尺寸修复和常规表面防护等。

2）涂层性能要求较高、工况条件较恶劣且零件属于贵重或关键零部件，可选用等离子喷涂工艺。相对于氧-乙炔火焰喷涂来讲，等离子喷涂的焰流温度高，速度快，熔化充分，具有非氧化性，得到的涂层结合强度高，孔隙率低。

3）涂层要求具有高结合强度、极低孔隙率时，对金属或金属陶瓷涂层，可选用高速火焰（HVOF）喷涂工艺；对氧化物陶瓷涂层，可选用高速等离子喷涂工艺（如PlazJet等离子喷涂）。如果喷涂易氧化的金属或金属陶瓷，则必须选用可控气氛或低压等离子喷涂工艺，如Ti、B₄C等涂层。

2.以喷涂材料类型为出发点的选择原则

1）喷涂金属或合金材料，可优先选择电弧喷涂工艺。

2）喷涂陶瓷材料，特别是氧化物陶瓷材料或熔点超过3000℃的碳化物、氮化物陶瓷材料时，应选择等离子喷涂工艺。(https://www.chuimin.cn)

3）喷涂碳化物涂层，特别是WC-Co、Cr₃C₂-NiCr类碳化物涂层，可选用高速火焰喷涂工艺，涂层可获得良好的综合性能。

4）喷涂生物涂层时，宜选用可控气氛或低压等离子喷涂工艺。

3.以涂层经济性为出发点的选择原则

在喷涂原材料成本差别不大的条件下，在所有热喷涂工艺中，电弧喷涂的工艺成本最低，且该工艺具有喷涂效率高、涂层与基体结合强度较高、适合现场施工等特点。几种主要热喷涂工艺的涂层特征及相对成本见表4-3。

表4-3 几种热喷涂工艺性能及成本比较

4.以现场施工为出发点的选择原则

以现场施工为出发点进行工艺选择时，应首选电弧喷涂，其次是火焰喷涂，便携式HVOF及小功率等离子喷涂设备也可进行现场喷涂施工。目前，还有人将等离子喷涂设备安装在可以移动的机动车上，形成可移动的喷涂车间，从而完成远距离现场喷涂作业。

选择热喷涂工艺的技巧与方法

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