喷涂材料

用于热喷涂技术使工件表面获得所需涂层的材料

喷涂材料，是用于热喷涂技术使工件表面获得所需涂层的材料。喷涂材料依组成结构可分为单组元喷涂材料、合金喷涂材料、复合型喷涂材料和混合型喷涂材料四类。

材料介绍

热喷涂技术是使喷涂材料加热到熔融状态，高速喷射到工件表面，形成所需涂层的工艺；如喷涂后的涂层再加热重熔，即为喷焊。热喷涂（焊）是一种应用广泛的表面处理方法。1910年,瑞士人朔普（M.U.Schoop）发明熔化喷涂法。直到20年代，使用的喷涂材料主要是熔点较低的金属。用量最多的是锌和铝，作为防蚀保护层；其次是钢和铜合金，用于修补和装饰。40年代，喷涂材料已扩大到使用难熔金属，并且使用各种粉末。50年代初，陶瓷材料，特别是三氧化二铝和二氧化锆成了重要的保护涂层材料。70年代，大部分的固态工程材料，包括各种金属及其合金，陶瓷和金属陶瓷、塑料等，以及这些材料的混合物和复合物都可用作喷涂材料。喷涂材料依形态可分为丝材和粉末两类。丝材在喷涂时容易做到送料均匀，污染小，涂层质量稳定，沉积效率高，所以许多纯金属、合金钢和有色金属合金一般制成丝材使用。60年代初复合喷涂丝的出现使喷涂丝材的应用得到了很大发展。粉末喷涂材料主要包括难熔金属及其合金、金属化合物、陶瓷和金属陶瓷等，在喷涂材料中已占很大的比重。

喷涂材料依组成结构可分为单组元喷涂材料、合金喷涂材料、复合型喷涂材料和混合型喷涂材料四类。

单组元喷涂材料包括各种纯金属和单一化合物材料，这类材料可以分别制成粉末、丝材、棒材使用。属于这一类的有钨、钼、钽、铌、锌、铝、铜、锡、铅、镍、铁、钛、锆等金属以及一些金属的氧、碳、氮、硼、硅化物。其中常用的如：钼为结合层材料，锌、铝为抗海水、大气腐蚀的保护材料,Al2O3和ZrO2为耐磨和热屏蔽材料等。

合金喷涂材料包括具有耐磨耐蚀综合性能的不锈钢型材料，耐磨而又可以机加工的碳钢型材料和有色金属合金系列,如Ni-Cr、Ni-Cr-W、Fe-Cr-Al、Co-Cr-Al-Y、Zn-Al、Ti-Ni、Al-Si等。此外，还包括一个重要的系列，即：自熔合金。自熔合金是目前应用最广的喷焊材料，多制成粉末使用。这些合金中含有适量的硅和硼，使合金有较低的熔点，对基体有良好的浸润性，并能保护喷焊层不发生氧化和夹渣。自熔合金多用于喷涂耐磨耐蚀涂层。自熔合金有镍基、钴基和铁基等合金，典型系列为Ni-Cr-B-Si,Co-Cr-Ni-B-Si，Fe-Ni-Cr－B-Si等。其中，镍基合金品种多，应用最广。钴基合金具有良好的综合性能，但价格较贵，主要用于耐高温的重要部件。

复合型喷涂材料包括复合粉末和复合丝材。复合粉末是通过液相沉积、固相沉积、固相热扩散等方法制成的。在制造过程中，组元之间不发生反应，不生成新相；它的每个颗粒都是多相非均质的。其品种繁多，如Ni/Al、Co/WC、Ni/Al2O3、Ni/Cr2O3、Ni/石墨、(Ni-Cr)/Cr2O3、 Ni/Cr、(Ni-Cr-Al)/硅藻土等。复合丝材是用金属、金属化合物或非金属按一定比例、采用复合工艺制成，种类也很多，如Al/Ni、Al/（Ni+Cr）、Al/(不锈钢+ZrO2)、钢/(铸铁+石墨+SiC)、聚合物/(Al2O3+TiO2)以及聚合物/(WC+Co)等,其中聚合物为处理过的聚氨酯和环氧树脂。有些复合材料在喷涂过程中，组元之间发生放热反应，释放出大量的热，大大提高熔滴温度，使涂层与基体牢固结合，这些材料又称自结合材料。复合喷涂材料用途很广，可用作结合层、工作层以及一步涂层。

混合型喷涂材料主要是混合粉末。即将二种以上的金属、金属化合物或复合粉末混合在一起。如Cr3C2+(Ni-Cr)，(Co/WC)+自熔合金+(Ni/Al)，BN+Al+(Ni-Cr)，Ni+石墨等。为消除混合粉末的不均匀,有些混合粉末添加树脂，经烘干、研磨、筛分等工序制成。树脂在喷涂过程中受热分解去除。混合粉末的组分可根据涂层要求确定。

用途

喷涂材料的用途广泛，不仅用于修复大量机械零部件，还能赋予工件表面以耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化、抗热震、抗辐射、隔热、绝缘等工程特性。

参考书目

溶射协会编：《溶射便覧》,日刊工业新闻社，东京，1964。

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