廣州三鑫金屬科技有限公司
涂層應(yīng)用范圍 簡介
涂層創(chuàng)新與發(fā)展目的與程序
創(chuàng)業(yè)者目的 ：研究創(chuàng)新涂層給創(chuàng)客思考創(chuàng)業(yè)者帶來實體著陸發(fā)展新機遇，豐富了正處于改革的舊企業(yè)帶來新產(chǎn)品效益快速增長點。實惠可行。
科技工藝涂層實用性 - 運用粉末和線材原材料 噴涂設(shè)備可制備出耐腐蝕，耐磨損，耐高熱，抗高溫氧化，導(dǎo)電，絕緣，遠紅外輻射，等優(yōu)異性能的涂層。
最終目的益處---是使零部件獲得良好的工作性能，延長使用壽命，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗，節(jié)約貴重金屬材料的有效途徑。
產(chǎn)品合格 按圖紙施工—使用拋光和研磨設(shè)備涂層后加工 達到 所需 公差和光潔度
基本程序：
按涂層目的防磨來確定原材料選擇---噴涂設(shè)備配置有效運用---生產(chǎn)線工裝夾具生產(chǎn)效率-涂層檢測儀器中心-涂層后加工拋光磨研按圖紙施工- 出產(chǎn)成品
噴涂樣品：
硬質(zhì)陶瓷層
金屬陶瓷層
長效防腐涂層
不銹鋼涂層
鎳基鉻基涂層
醫(yī)學(xué)界人體關(guān)節(jié)植入涂層
鍍膜靶材涂層
不粘涂層
汽車零部件決緣涂層
瓦楞輥 轉(zhuǎn)子
炊具鍋防磨導(dǎo)磁導(dǎo)電涂層
航天動力難點涂層
應(yīng)用經(jīng)濟領(lǐng)域
涂層應(yīng)用領(lǐng)域
涂層新常態(tài)創(chuàng)新與發(fā)展
電力水利風(fēng)力核電部
航空航天動力工業(yè)部
軍艦船舶航海工業(yè)部
石油化工水泥風(fēng)機葉輪
礦山冶金鋼鐵扎鋼
造紙印刷紡織染印
建筑橋梁大型鋼結(jié)構(gòu)
通用機械零部件
汽車曲軸排氣缸模具
建筑鍍膜靶材原材料
醫(yī)學(xué)界人體關(guān)節(jié)植體保護
炊具鍋導(dǎo)磁導(dǎo)電不粘革新
長效防腐熱噴涂
中國自主創(chuàng)新再制造的重要特征
再制造是廢舊機電產(chǎn)品高技術(shù)維修改造和產(chǎn)業(yè)化，其重要特征是：再制造后的產(chǎn)品質(zhì)量和性能不低于新品，成本只是新品的50%，節(jié)能60%，節(jié)材70%，對環(huán)境的不良影響顯著降低。
歐美等國的再制造多年以來是在原型產(chǎn)品制造工業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要以尺寸修理法和換件修理法為主。換件修理法是將損傷零件整體更換為新品零件；尺寸修理法是將失配的零件表面尺寸加工到可以配合的范圍，如缸套—活塞磨損失效后，通過鏜缸的方法恢復(fù)缸套的尺寸精度，再配以大尺寸的活塞完成再制造。這種模式的缺點是資源能源消耗大，舊件再制造率低。
我國的再制造是在維修工程、表面工程基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要采用尺寸恢復(fù)和性能提升法，可使再制造率顯著提高，資源能源消耗顯著降低，具有突出的節(jié)能減排效益。
舉例來說，車輛行星框架是某型重載車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)重要的薄壁零件，易于磨損失效。上世紀60年代，由于堆焊修復(fù)會變形，大修技術(shù)條件規(guī)定必須報廢。進入80年代，通過采用等離子噴涂及自熔劑合金新材料，完成了行星框架的再制造。經(jīng)6輛車輛的實車考核，再制造行星框架的使用壽命達到新品的3倍，成本為新品的1/10，材料消耗為1/100。
再制造具有巨大的效益。比如，近年來，寶鋼公司突破傳統(tǒng)的備件采購模式和日本的備件管理模式，采用激光技術(shù)在現(xiàn)場對軋輥、葉片等大型貴重機械類零部件進行再制造，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，延長了產(chǎn)品使用壽命，減少了備件庫存，節(jié)能節(jié)材效果顯著。已創(chuàng)造經(jīng)濟利潤1000萬元，節(jié)約采購和庫存保管經(jīng)費10億元。
另外，根據(jù)統(tǒng)計，2011年我國僅14家汽車再制造企業(yè)的再制造產(chǎn)值規(guī)模就已達25億元。
2013年，《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動計劃的通知》中提出，到2015年末，實現(xiàn)年再制造發(fā)動機80萬條，變速箱、啟動機、發(fā)電機等800萬件，工程機械、礦山機械、農(nóng)用機械等20萬臺套，實現(xiàn)再制造產(chǎn)值500億～800億元。
列如：航空航天、工業(yè)燃氣輪機、汽車、電力、燃料電池與太陽能、醫(yī)療衛(wèi)生、造紙與印刷 諸多領(lǐng)域
與在航空發(fā)動機制造中的應(yīng)用與發(fā)展高溫可磨耗封嚴涂層等離子噴涂技術(shù)，高溫可磨耗封嚴涂層作為發(fā)動機部件的重要涂層之一，用來調(diào)控高壓渦輪轉(zhuǎn)子部件與機匣之間的間隙，對保持發(fā)動機的效率十分關(guān)鍵。中航工業(yè)制造所高能束流加工技術(shù)重點實驗室研制開發(fā)的添加陶瓷減摩自潤滑材料及聚苯酯的高溫可磨耗封嚴涂層，涂層摩擦系數(shù)低，可磨耗性能優(yōu)異，同時抗高溫氧化性能及燃氣沖刷性能優(yōu)良。高溫可磨耗封嚴涂層厚度一般超過1.5mm，必須采用機器人自動等離子噴涂技術(shù)，噴涂參數(shù)計算機閉環(huán)控制、涂層厚度在線監(jiān)測，這樣有利于涂層組織結(jié)構(gòu)及厚度均勻，穩(wěn)定涂層冶金質(zhì)量。
涂層與設(shè)備生產(chǎn)線解決方案
等離子設(shè)備與涂層
超音速火焰設(shè)備與涂層
亞音速火焰與涂層
電弧設(shè)備與涂層
噴塑機與涂層
型成涂層拋光磨研設(shè)備
1.涂層產(chǎn)品拋光設(shè)備
2.涂層產(chǎn)品磨研磨床
涂層檢測QC 儀器
1.測量儀器
2.除塵測厚儀
3.超聲波噴涂試驗機
4.表面粗糙度查測儀
5.硬度計（洛氏硬度計、韋氏硬度計）
6.金相顯微鏡
7.孔率
8.煙霧試驗機
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產(chǎn)品再制造中的應(yīng)用（推薦 超音速噴涂技術(shù)）
再制造工程通過采用先進的修復(fù)技術(shù)、嚴格的產(chǎn)品質(zhì)量控制和精確的成本核算，使費舊產(chǎn)品得以再利用，并達到良好的技術(shù)經(jīng)濟指標，再制造工程以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為目標，符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。再制造工程以先進的維修技術(shù)為基礎(chǔ)，其中，熱噴涂技術(shù)由于其工藝的靈活性、涂層質(zhì)量的可控性和成本優(yōu)勢，在再制造中有廣泛的應(yīng)用。由熱噴涂的原理可知，粒子沉積前的狀態(tài)決定涂層的性能，包括粒子的速 度、粒子的溫度及粒子的熔化狀態(tài)。粒子的速度 對涂層的性能具有重要的作用，當(dāng)粒子撞擊基體 表面時，高速可形成大的沖量，粒子的變形能力 強，有利于涂層結(jié)合力和致密度的提高，超音速 噴涂優(yōu)異的涂層性能得益于極高的粒子速度，近 年來研究的熱門，冷噴涂技術(shù)，則完全依靠高速 粒子的動能來沉積形成涂層。根據(jù)空氣動學(xué)和火 箭發(fā)動機原理，先后成功研制了超音速電弧噴涂 技 術(shù) (HVAS) 、 多 功 能 超 音 速 火 焰 噴 涂 技 術(shù)(HVO/AF)，能制備高性能的金屬、合金、金屬陶 瓷和無氧化物金屬涂層，在工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。
1 超音速電弧噴涂技術(shù)
電弧噴涂具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、工 件受熱小等優(yōu)點，在長效防腐和耐磨涂層方面應(yīng) 用廣泛，在熱噴涂中占有重要的地位，但是，與 等離子噴涂和超音速火焰噴涂相比，普通電弧噴 涂的涂層質(zhì)量較低，結(jié)合強度 20 MPa 左右，孔 隙率為 3 %-10 %，限制了電弧噴涂的應(yīng)用。超音 速電弧噴涂技術(shù)以提高粒子的速度為出發(fā)點，采 用拉伐爾噴咀，改善了噴槍的霧化效果，增強了 氣流對粒子的加速作用，粒子的速度被提高到超 音速，制備的涂層結(jié)合強度高、孔隙率低、表面 粗糙度低，與普通電弧噴涂相比，涂層質(zhì)量有 了很大程度的提高，接近等離子噴涂的水平，全面提高了電弧噴涂層的質(zhì)量。
超音速電弧噴涂的原理是：燃燒于絲材端部 的電弧將均勻送進的絲材熔化，經(jīng)拉伐爾噴咀加 速后的超音速氣流將熔化的絲材霧化為粒度細小 分布均勻的粒子，噴向工件形成涂層。與普通電 弧噴涂一樣，超音速電弧噴涂是一個不斷重復(fù)進 行的熔化—霧化—沉積的過程，但在霧化方式上， 超音速電弧噴涂與普通電弧噴涂有差別，普通電 弧噴涂采用亞音速霧化，而超音速電弧噴涂采用 超音速霧化，霧化后的粒子細小均勻，速度高，有利于獲得高質(zhì)量的涂層。
2 超音速電弧噴涂在再制造中的應(yīng)用
超音速電弧噴涂層結(jié)合強度高、孔隙率低、 表面粗糙度低、耐磨耐蝕性能好，在工業(yè)中有廣 闊的應(yīng)用前景，特別是在長效防腐和耐磨涂層方面。超音速電弧噴涂工藝靈活，在相當(dāng)大的工藝 參數(shù)范圍內(nèi)都能得到性能優(yōu)異的涂層，設(shè)備研制 成功后，獲得了廣泛的應(yīng)用。
2.1 長效防腐涂層
電弧噴涂鋁、鋅涂層耐蝕性能好，對基體有 良好的保護作用。由于鋁、鋅涂層的自腐蝕電位 均低于碳鋼的自腐蝕電位，因此，鋁、鋅涂層具 有犧牲陽極的陰極保護作用，即使涂層有局部破 損，對基體仍然有良好的防護效果，此外，電弧 噴涂鎳鉻和鐵鉻鋁涂層還能有效地抗高溫腐蝕。 超音速電弧噴涂層質(zhì)量比普通電弧噴涂高，涂層 均勻致密，孔隙率低，為腐蝕的防護提供了一條 成本低、效果好的途徑，特別是橋梁、鋼鐵塔架、 水閘門、工業(yè)鍋爐等的腐蝕防護。
工業(yè)用鍋爐水冷管壁的腐蝕是個重要的經(jīng) 濟和技術(shù)問題，更換管壁和停產(chǎn)的損失相當(dāng)昂貴。 鍋爐使用過程中，工作溫度高，燃料含硫量高， 鍋爐水冷管壁由于 Fe 元素與高溫空氣中的 S 元 素反應(yīng)生成 FeS 而造成腐蝕。此外，熔渣和煤灰 對管壁有沖蝕作用，加劇管壁的腐蝕。超音速電 弧噴涂電廠水冷管壁，與普通電弧噴涂相比，制 備的涂層均勻致密，表面粗糙度低，結(jié)合強度高， 涂層質(zhì)量大大改善，預(yù)計防腐壽命在 5 年以上。 隨著石化工業(yè)的發(fā)展，由于各種腐蝕原因引起化 工儲罐、管道出現(xiàn)事故的趨勢明顯增加，不僅造 成了大量的經(jīng)濟損失和環(huán)境污染，而且造成了很 多人員傷亡。因此，對化工設(shè)備進行防腐與維修， 是石化工業(yè)發(fā)展中重點解決的難題之一。超音速 電弧噴涂石油化工廠的輕污油回收罐，大大提高 了回收罐的使用壽命，其使用壽命由原來的 3 年 提高到 8 年。
(a)水冷管壁防腐
(b)化工儲罐防腐
圖1 超音速電弧噴涂防腐涂層的應(yīng)用
2.2 耐磨涂層
在機械零部件的表面，采用熱噴涂方法，制 備耐磨或耐磨耐蝕的涂層，對零部件進行修復(fù)或 強化，是熱噴涂技術(shù)應(yīng)用的一個重要的方面。超音速電弧噴涂制備的涂層結(jié)合強度高、孔隙率低， 經(jīng)車削和磨削加工后易于滿足精度和表面光潔度 要求，同時，與其它修復(fù)方法相比，其成本低廉， 為其在修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，具有較好的 技術(shù)經(jīng)濟效益。工程機械的作業(yè)環(huán)境越來越惡劣， 其液壓系統(tǒng)柱塞往往由于超負載、液壓油污染而 出現(xiàn)粘著磨損和磨粒磨損，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)無法正 常工作。采用超音速電弧噴涂耐磨抗高溫合金涂 層對失效的柱塞進行修復(fù)，修復(fù)后的柱塞不僅可 恢復(fù)使用，而且其使用壽命也原來平均 15～20 天延長到平均為 45 天，使用壽命周期提高了一倍 以上，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益。
3 多功能超音速火焰噴涂技術(shù)
多功能超音速火焰噴涂系統(tǒng)的原理是：利用 煤油為燃料，氧氣和壓縮空氣為助燃劑，控制系 統(tǒng)將煤油和氧氣（壓縮空氣，或氧氣與壓縮空氣 的混合氣）以一定的流量輸送到噴槍，經(jīng)高性能 霧化噴嘴霧化混合成可燃混合氣后噴入噴槍燃燒 室，混合氣經(jīng)火花塞點火燃燒后形成高溫高壓的 燃氣，通過拉伐爾噴嘴將其加速到超音速。送粉 系統(tǒng)將噴涂粉末從拉代爾噴嘴的低壓區(qū)送入超音 速射流，經(jīng)射流加溫加速后從噴槍噴出，高速噴 向工件表面沉積形成涂層。噴涂系統(tǒng)的關(guān)鍵是通 過調(diào)節(jié)進入噴槍的煤油、助燃劑（氧氣與壓縮空 氣的混合氣體）的流量比例來調(diào)節(jié)焰流的速度和 溫度，從而控制噴涂粉末的加熱和加速，以滿足 噴涂材料的要求，制備高性能的金屬涂層，合金 涂層和氧化物陶瓷涂層。
圖 2 為多功能超音速火焰噴涂系統(tǒng)的焰流圖，由圖可知，焰流集中，射 流擴散角小，并出現(xiàn)了超音速焰流所特有的馬赫 錐，表明焰流的速度達到超音速。對 WC-12Co 涂層的結(jié)合強度進行了測試，測試結(jié)果表明涂層 的結(jié)合強度大于 70 MPa，測試時的斷裂面出現(xiàn)在 膠層，說明實際值大于測試值。
圖 2 多功能超音速火焰噴涂射流
4 多功能超音速火焰噴涂技術(shù)的應(yīng)用
多功能超音速火焰噴涂具有氧氣煤油超音速 火焰噴涂（HVOF）和空氣煤油超音速火焰噴涂 （HVAF）的雙重功能，焰流速度和溫度在大范 圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，能滿足多種噴涂材料的要求，其 制備的涂層結(jié)合強度高、孔隙率低，可制備耐磨、 耐蝕、導(dǎo)熱、絕緣、導(dǎo)電、密封等涂層，在機械 制造、航空航天、水利電力、礦山冶金、石油化 工、造紙皮革等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
在冶金行業(yè)，有多種軋輥和輸送輥需要耐磨 強化或修復(fù)，其中，冷軋帶鋼連續(xù)退火爐底輥是 重要的一種。輥面的結(jié)瘤現(xiàn)象，實際上是粘著磨 損。為了減少結(jié)瘤給鋼帶生產(chǎn)造成的損失，熱噴 涂方法被廣泛采用。通常在輥面噴涂 NiCr-Cr3C2 涂層，它具有抗高溫氧化、抗熱震、抗磨損的特 點，能使爐底棍在高溫下長時間的連續(xù)工作，且 經(jīng)受周期性的熱沖擊。當(dāng)爐低輥工作溫度超過 900 ℃時，一般噴涂 Co 基合金。超音速火焰噴 涂在噴涂碳化物陶瓷方面具有得天獨厚的優(yōu)勢， 而冶金行業(yè)對碳化物金屬陶瓷涂層有很大的需 求，因此獲得大量應(yīng)用。圖 3 為多功能超音速火焰噴涂 Co 基 WC 涂層對酸洗鍍鋅輥進行表面強 化，以提高其工作壽命，設(shè)備使用單位為邯鄲鋼鐵集團。
圖 3 多功能超音速火焰噴涂強化冶金棍
在石油工業(yè)中，有大量的機械設(shè)備，如：泵、 閥、鉆井機械、輸運設(shè)備、提升設(shè)備、管道等， 影響它們壽命的重要因素是磨損與腐蝕。多功能 超音速火焰噴涂在強化和修復(fù)抽油泵活塞桿方面有很好的應(yīng)用效果，活塞桿噴涂 WC 涂層強化后， 耐磨性大大提高，使用壽命提高數(shù)倍。在石油機 械中，閥座和軸類零部件的磨損也比較嚴重。由 于多功能超音速火焰噴涂制備的 Co 基 WC 涂層， 殘余應(yīng)力低，涂層厚度可達 3mm，甚至更厚，而 涂層與基體結(jié)合好，在承受重載的磨損件的尺寸 恢復(fù)中有較好的應(yīng)用。
泵、缸、閥是組成液壓和氣動系統(tǒng)的基本單 元，磨損和介質(zhì)的腐蝕是制約其使用壽命的關(guān)鍵 因素。利用多功能超音速火焰噴涂技術(shù)可對泵軸、 缸活塞桿、閥芯等進行強化和修復(fù)，這些部件要 求有較高的精度和表面光潔度，多功能超音速火 焰噴涂層經(jīng)磨削后精度和表面光潔度均很高，能 滿足其使用要求。
硬密封球閥在工業(yè)中有廣闊的應(yīng)用，它依靠閥芯和閥座間的硬密封來控制流體通斷，由于不 需要使用非金屬密封材料，具有結(jié)構(gòu)緊湊，密封可靠，耐蝕性強的特點，在化工行業(yè)有廣闊的應(yīng)用。在硬密封球閥的閥芯上制備一定厚度的耐磨 耐蝕金屬陶瓷涂層，并磨削至需要的精度和光潔 度，可大大提高密封性能和使用壽命。溫州成達 特種閥門廠使用多功能超音速火焰噴涂技術(shù)強化 硬密封球閥，大大提高閥的使用性能和壽命，并 能滿足石油化工行業(yè)部分特殊工況的需要，受到用戶的好評。
在我國，由于受能源結(jié)構(gòu)的制約，在相當(dāng)長一段時間內(nèi)，火力發(fā)電在電力中占有相當(dāng)大的比 例。風(fēng)機、葉輪、鍋爐、汽輪發(fā)電機組等是在火 力發(fā)電中的重要設(shè)備，由于工作環(huán)境不同，且工況較惡劣，部分設(shè)備壽命較短，影響生產(chǎn)的安全 性和經(jīng)濟效益。由于多功能超音速火焰噴涂層性 能優(yōu)異，在電力中有很成功的應(yīng)用。
5 結(jié) 論
以提高粒子的速度為出發(fā)點，研制了 HVAA、HVO/AF 超音速噴涂系統(tǒng)，試驗和應(yīng)用 表明，其制備的涂層性能優(yōu)異，在工業(yè)中應(yīng)用廣 泛，并取得了很好的應(yīng)用效果，隨著進一步的推 廣應(yīng)用，將創(chuàng)造更大的效益和價值。
中國熱噴涂技術(shù)近期發(fā)展概況
全國熱噴涂協(xié)作組
熱噴涂技術(shù)是材料表面強化與保護的新技術(shù)，它在表面改性技術(shù)中占有重要地位。該項技術(shù)在我國始于50年代，70年代末形成氣候。目前，無論在設(shè)備、材料、工藝、科研等方面都在迅速發(fā)展與提高，已成為表面技術(shù)一個重要組成部分。其發(fā)展趨勢是：設(shè)備方面(噴槍)向高能、高焓、高速度發(fā)展；材料方面向系列化、標準化、商品化方向發(fā)展，以保證多功能高質(zhì)量涂層的需要；工藝方面向機械化、自動化方向發(fā)展，如計算機控制、機械手操作等。當(dāng)今，熱噴涂技術(shù)在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域里都得到了廣泛應(yīng)用，推廣應(yīng)用前景廣闊。
一、熱噴涂設(shè)備的新發(fā)展
近期我國加快了設(shè)備研制和生產(chǎn)步伐，目前已形成了完整的研制和生產(chǎn)體系，已有20多個單位從事熱噴涂設(shè)備開發(fā)與生產(chǎn)，能夠生產(chǎn)各類型的氧乙炔火焰噴涂設(shè)備、噴熔設(shè)備；新型電弧噴涂設(shè)備；成套等離子噴涂設(shè)備、噴焊設(shè)備；各類專用機床；熱噴涂空氣凈化設(shè)備，前處理及后加工設(shè)備。單機品種已達100多個，這些產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)，保證了熱噴涂技術(shù)的發(fā)展， 比較突出的有：
1、 高速火焰噴涂裝置
目前從國外引進的高速火焰噴涂裝置(HVOF)、(HVAF)以及超音速等離子噴涂設(shè)備，其特點是粒子飛行速度高，涂層與基體結(jié)合強度高，孔隙率低，這些設(shè)備已在航天、航空、冶金、化工和電力等行業(yè)發(fā)揮著重要作用。但是上述進口設(shè)備價格昂貴，且燃料(丙烷、丙烯)不易普及，針對上述情況，結(jié)合我國國情，三鑫科技集團和噴涂技術(shù)研究所研制成功了氧乙炔焰作熱源的高速噴涂槍。由于受到乙炔壓力的限制，目前雖然粒子飛行速度達不到超音速，但卻比常規(guī)氧乙炔火焰粉末噴涂飛行速度提高了4～5倍，比常壓等離子噴涂也提高了1～2倍，可噴涂金屬及合金粉末材料有Al2O3-TiO2-Co-WC以及聚乙烯、尼龍等熱塑型粉末材料。此外，三鑫科集團和技西安交通大學(xué)等單位已研制成功高速火焰(HVOF)噴涂裝置，并開始應(yīng)用。
2、 高速電弧噴涂裝置
由于電弧噴涂具有結(jié)合強度高、耗能少、成本低等優(yōu)點，所以近年來這種設(shè)備在國內(nèi)越來越被人重視，并積極采用，特別是在鋼鐵結(jié)構(gòu)件大面積長效防護工程及電站鍋爐管道熱腐蝕中發(fā)揮了重要作用。在普通電弧噴涂的基礎(chǔ)上，三鑫科集團和國家產(chǎn)學(xué)研設(shè)備工程中心裝甲兵工程學(xué)院、西安第二炮兵工程學(xué)院近期又研制成功了高速電弧噴涂槍，氣流速度高達600m/s以上，其涂層結(jié)合強度、孔隙率等多項指標都優(yōu)于普通電弧噴涂，目前正在進一步推廣應(yīng)用。
3、 氧-乙炔火焰金屬粉末噴涂裝置
氧-乙炔火焰金屬粉末噴涂技術(shù)目前在國內(nèi)推廣應(yīng)用范圍很廣，幾乎所有大企業(yè)都把它作為修舊利廢的一種手段。廣州等地已開發(fā)生產(chǎn)了多種型號的噴涂、噴焊槍，已廣泛為噴涂單位服務(wù)。近期在原QHT-7/h火焰噴槍的基礎(chǔ)進行改進，采用兩套噴嘴，利用兩種熱源：即氧乙炔焰和氧液化石油氣(家用瓶裝)。采用瓶裝液化石油氣作可燃氣體，可大大降低成本，且對噴涂作業(yè)帶來更大的方便。
4、 氣體爆燃式噴涂裝置
航天總公司六二一研究所，從60年代開始研制，現(xiàn)已安置了一套完整的燃氣爆炸噴涂裝置，為航天、航空以及其他軍工部門噴涂了許多高密度優(yōu)質(zhì)涂層，設(shè)備已達到或接近國外同類產(chǎn)品水平。近年來和與烏克蘭合作，建立了中外合資的新材料有限公司，引進了烏克蘭的爆炸噴涂設(shè)備制造技術(shù)，現(xiàn)在能生產(chǎn)計算機控制三維行走機構(gòu)的爆炸噴涂設(shè)備，除面向國內(nèi)用戶外，已出售到美國及臺灣等地區(qū)。
5、 氧-乙炔火焰塑料粉末噴涂裝置
近年來，采用氧-乙炔火焰，用沸騰送粉方法，通過特制的噴槍噴涂塑料粉末，可以得到平整光滑的塑料涂層。這對于大型工件、各種貯罐、管道涂裝塑料涂層提供了一種新方法。為此，廣州市熱噴涂廠、武漢材料保護研究所、裝甲兵工程學(xué)院等都先后研制成功了不同型號的火焰塑料粉末噴涂裝置，并且進行了大面積施工，收到了良好效果。其中，武漢材料保護研究所研制成功的FSP-Ⅱ型塑料粉末火焰噴槍性能達到了UTP公司I-SPRAY-JET噴槍的水平。
6、 新型等離子噴涂槍
清華大學(xué)等單位研制成功了QZNI高能內(nèi)孔等離子噴涂槍，該槍功率可達75kW，熱效率、等離子射流平均焓值、射流溫度、噴槍功率和粉末沉積率均達到Metco大內(nèi)孔噴槍水平。近期，應(yīng)用技術(shù)研究所研制成功了BT-G1、BT-G2、BT-G3型新型等離子噴槍，以及BT-NI型大內(nèi)孔噴槍，同時還研制成功了BT-F1型雙筒式超細粉末送粉器和物理方法冷卻系統(tǒng)，使國產(chǎn)等離子噴涂設(shè)備水平又上了一個新的臺階，縮短了與國外設(shè)備水平的差距。
7、 新型噴砂設(shè)備問世
近期已研制成功了小型可回收式噴砂設(shè)備以及大型環(huán)保噴砂設(shè)備，大大地改善了勞動條件，減少了環(huán)境污染，為推動我國熱噴涂技術(shù)的發(fā)展起到了積極作用。
二、熱噴涂材料的新發(fā)展
人們稱熱噴涂材料是熱噴涂的"糧食"。噴涂材料性能、質(zhì)量、品種是衡量涂層質(zhì)量的重要水準之一，也是影響經(jīng)濟效益的關(guān)鍵因素。我國熱噴涂材料雖然起步較晚，但進入70年代以來發(fā)展相當(dāng)迅速，目前已有40多個生產(chǎn)廠家生產(chǎn)近百個品種，基本上能滿足國內(nèi)需要。這些研究和生產(chǎn)單位研制和生產(chǎn)的熱噴涂材料大體可分為（近期的新品種）：
1、 粉末材料 北京礦冶研究總院研制成功的氧化釔部分穩(wěn)定型氧化鋯熱隙涂層材料，以及抗高溫氧化的鎳鉻鋁鈷氧化釔底層材料已在航空發(fā)動機上得到了廣泛應(yīng)用；重慶儀表材料研究所研制成功的空氣氧化鋯材料噴涂的熱障涂層，其各項指標也達到要求；北京礦冶研究總院研制成功的鎳鉻-碳化鉻復(fù)合粉末材料，已在許多電廠鍋爐水冷壁管上作為抗高溫耐蝕耐磨涂層，應(yīng)用效果良好；沈陽砂輪廠研制成功的氧化鋁、氧化鋁-氧化鈦粉末已廣泛用于紡織機械及冶金設(shè)備上，該廠研制成功的CrB2粉末在連鑄機軋輥及爐底輥上噴涂應(yīng)用已初見成效；北京鋼鐵研究總院采用自蔓延法研制的XTiC+yCr3C2+zNi復(fù)合陶瓷材料，適于等離子噴涂，涂層硬度可達54HRC，可耐800℃高溫；自貢硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的Co-WC合金粉末，已經(jīng)得到廣泛推廣應(yīng)用；四川等地研制成功的鉬基合金粉末，已成功地應(yīng)用于汽車同步環(huán)的噴涂。
2、 絲材
北京工業(yè)大學(xué)研制成功并批量生產(chǎn)了含稀土元素的耐磨耐蝕熱噴涂金屬粉芯絲材，比較典型的有7Cr13型、3Cr13型、低碳馬氏體型，適合于電弧及火焰噴涂，其涂層平均結(jié)合強度為50MPa、孔隙率小于7%、涂層平均硬度40～50HRC；北京有色金屬研究總院最近研制成功了用于電弧噴涂打底用的Ni-Al合金絲，以及用于抗高溫腐蝕與磨粒磨損的電弧噴涂用Ni-Cr合金絲(相當(dāng)于美國TAFA公司的45CT)；裝甲兵工程學(xué)院研制了SL30型Ni-Cr合金絲涂層+有機金屬復(fù)合涂層，成功地代替美國TAFA公司的45CT；沈陽工業(yè)大學(xué)研制成功了鐵基合金電弧噴涂打底絲，代替鋁青銅絲；上海、北京、浙江、四川等地研制并生產(chǎn)Fe-Cr-Al絲、Al-Mg合金絲、Zn-Al合金絲以及巴氏合金絲等。
3、 塑料粉末
在開發(fā)研制供氧乙炔火焰噴涂用的聚乙烯、聚丙烯、尼龍等粉末的基礎(chǔ)上，近期有關(guān)單位又研制成功了氯化聚醚、改性氟塑料粉末，拓寬了塑料涂層的應(yīng)用范圍，已在防腐工程中得到了應(yīng)用。
4、棒材
引進美國的陶瓷棒材噴涂材料，已在紡織機械中得到成功應(yīng)用，國內(nèi)試制的陶瓷棒材及柔性陶瓷絲材已問世，不久將推向市場。上述材料，都是近期在國內(nèi)出現(xiàn)的新品種，這些材料的開發(fā)與生產(chǎn)，為我國熱噴涂技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。
三、熱噴涂工藝技術(shù)的新發(fā)展
熱噴涂技術(shù)目前在國內(nèi)已經(jīng)得到了比較廣泛的推廣應(yīng)用，近年來發(fā)展的趨勢和特點是：
(1)大面積長效防護技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用 對于長期暴露在戶外大氣的鋼鐵結(jié)構(gòu)件，采用噴涂鋁、鋅及其合金涂層，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的刷油漆方法，實行陰極保護進行長效大氣防腐，近年來得到了迅速發(fā)展。如電視鐵塔、橋梁、公路設(shè)施、水閘門、微波塔、高壓輸電鐵塔、地下電纜支架，航標浮鼓、豎井井筒等大型工程，都采用了噴涂鋁、鋅及其合金方法進行防腐。目前國內(nèi)有幾十個專業(yè)噴涂廠從事這方面工作，噴涂面積每年達幾百萬平方米以上。這項技術(shù)不僅在國內(nèi)大量推廣應(yīng)用，而且在援外工程中也得到了較好的推廣應(yīng)用。
(2)采用熱噴涂技術(shù)修復(fù)與強化大型關(guān)鍵設(shè)備及進口零部件國產(chǎn)化 近年來這方面已有許多成功應(yīng)用實例，如：一米七軋機、高速風(fēng)機轉(zhuǎn)子，大型擠壓機柱塞、大型齒輪、電極擠壓成型嘴、大功率汽車曲軸等。這些工作的進行，一是解決了生產(chǎn)急需；二是節(jié)約了大量外匯。
(3)超音速火焰噴涂技術(shù)的應(yīng)用 隨著我國熱噴涂技術(shù)的發(fā)展與提高，對噴涂層質(zhì)量要求也愈來愈高。近年來美國等國家發(fā)展起來的高速燃氣(HVOF)法是制備高質(zhì)量涂層的一種新的工藝方法。由于超音速火焰噴涂方法具有很多優(yōu)點，目前國內(nèi)已先后從國外引進近十幾臺設(shè)備，在各工業(yè)部門發(fā)揮著重要作用。
(4)氣體爆燃式噴涂技術(shù)進一步得到應(yīng)用 該項噴涂技術(shù)由于粒子飛行速度可達800m/s以上，涂層與基體結(jié)合強度可達100MPa以上，孔隙率＜1%，在某些領(lǐng)域里應(yīng)用，優(yōu)于其他噴涂方法。目前國內(nèi)已安裝10臺以上。
(5)氧乙炔火焰塑料粉末噴涂技術(shù)發(fā)展迅速 如前所述，國內(nèi)近年來已有多家生產(chǎn)制造氧乙炔火焰塑料粉末噴涂設(shè)備，采用該項工藝技術(shù)，已在化工貯罐、管道、陶瓷行業(yè)瀘泥機板框、印染行業(yè)的導(dǎo)布輥、煤炭行業(yè)帶式運輸機鑄鐵托輪、石油行業(yè)注聚設(shè)備，以及表面裝潢等方面都得到了很好的應(yīng)用，彌補了電噴塑的不足。為塑料涂層的應(yīng)用，開辟了一個新的途徑。
(6)熱噴涂技術(shù)在化工防腐工程中得到應(yīng)用 腐蝕是機械部件受周圍介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用而失效的主要原因之一。它不僅使大量金屬材料受損失，從而造成的停產(chǎn)損失更難以估計，所以人們對化工防腐工作特別重視。熱噴涂層應(yīng)用于腐蝕介質(zhì)中，特別是強介質(zhì)腐蝕，以前所以未能突破，其主要原因是封孔劑未能解決。眾所周知，噴涂層是存在著孔隙的，若不進行封孔處理，各種酸、堿、有機介質(zhì)就會浸入孔隙，使涂層脫落，影響防腐效果。根據(jù)防腐工程的要求，近期我國已研制成功了聚酯型、有機聚合物型、樹脂型、塑料型、膠粘劑型等幾十種型號的封孔劑，適用于酸、堿、鹽及有機物的腐蝕環(huán)境，其使用溫度80～350℃。采用陶瓷涂層、氧化物涂層或金屬或合金涂層，根據(jù)不同介質(zhì)，選用適當(dāng)?shù)姆饪讋言谠S多化工腐蝕介質(zhì)中應(yīng)用，效果良好。該系列封孔劑已獲專利并獲國家發(fā)明獎。這些封孔劑的研究成功，使熱噴涂技術(shù)在化工防腐工程中的應(yīng)用有了新進展。
(7)激光重熔技術(shù)開始應(yīng)用 近幾年來，高頻感應(yīng)重熔、真空感應(yīng)重熔只是在一定范圍內(nèi)得到應(yīng)用。激光重熔技術(shù)前幾年曾做過小面積試驗，并未廣泛應(yīng)用。近期清華大學(xué)已將激光重熔技術(shù)用于閥門生產(chǎn)中，上海第二紡織機械廠已將激光重熔技術(shù)應(yīng)用在紡織機械中。
(8)熱噴涂技術(shù)在建筑裝潢醫(yī)療衛(wèi)生方面也得到了應(yīng)用 近年來四川、上海、沈陽、云南等地采用熱噴涂技術(shù)噴涂了各種雕像、飾物、大型壁面等收到了良好效果，如沈陽市國際商場的孔雀開屏大型壁畫就采用了熱噴涂技術(shù)。隨著熱噴涂技術(shù)的發(fā)展與提高，該項技術(shù)已滲透到其他領(lǐng)域中，如生物領(lǐng)域用熱噴涂方法，制造人工骨骼，目前國內(nèi)已臨床200多例，效果很好。此外，用熱噴涂方法制造的人工牙齒，也得到了初步應(yīng)用。
四、進一步推廣應(yīng)用熱噴涂技術(shù)意義重大
磨損和腐蝕是造成材料和零部件失效的主要原因。據(jù)有關(guān)資料報道，發(fā)達國家由于磨損和腐蝕造成的損失約占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的3%～5%，1993年我國由于腐蝕造成的損失達1000多億元，平均每天3億元之多。1994年我國國民經(jīng)濟總產(chǎn)值為43800億元，若按損失4%計算則為1700多億元，而"八五"期間推廣應(yīng)用熱噴涂技術(shù)直接經(jīng)濟效益約為35億元。隨著人們對材料性能要求進一步提高，將對熱噴涂設(shè)備、工藝、材料等作更深入的研究及探索。資料表明，熱噴涂工藝作為一種優(yōu)良的表面改性技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，進一步廣泛深入地推廣應(yīng)用該項技術(shù)意義重大。
全國熱噴涂協(xié)作組
組長單位為北京礦冶研究總院，另有航空工業(yè)總公司625所、天津機械涂層研究所、北京鋼鐵研究總院、武漢材料保護研究所，我們噴涂機械廠、上海鋼鐵工藝技術(shù)研究所等單位為副組長單位。協(xié)作組辦公室掛靠在北京礦冶研究總院，現(xiàn)在本協(xié)作組有成員單位三百四十多個
表面工程
1由單一技術(shù)向多種技術(shù)及其復(fù)合發(fā)展
表面強化、表面改性、表面防護以及表面修復(fù)已有悠久的歷史，但技術(shù)手段和技術(shù)內(nèi)涵卻在不斷發(fā)展。焊接學(xué)會成立的時候，主要技術(shù)手段是手工電弧堆焊、埋弧自動堆焊和水蒸氣保護振動電弧堆焊。70年代以后等離子堆焊、低真空熔結(jié)、CO2保護堆焊、氧－乙炔噴熔以及等離子噴涂、電弧噴涂、氧－乙炔噴涂等相繼發(fā)展，焊接學(xué)會對這些新技術(shù)及時組織了交流與宣傳，并把焊接學(xué)會下屬的專業(yè)委員會定名為“堆焊與熱噴涂”即IC。進入80年代，化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉積技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用，尤其是以激光束、電子束和離子束為代表的高能束技術(shù)趨于成熟，它以能量密度高、可控性好、加工精密等獨特優(yōu)點而被引用到表面熔覆、表面改性中。與此同時電刷鍍、化學(xué)鍍等鍍覆技術(shù)以及超音速火焰噴涂技術(shù)也相繼發(fā)展解決了設(shè)備制造與維修中的許多難題。
在新工藝手段不斷涌現(xiàn)的同時，一些傳統(tǒng)的工藝也在不斷吸收新的科技成果豐富其內(nèi)涵。新材料的開發(fā)為堆焊技術(shù)的發(fā)展注入了活力。70年代開發(fā)了基本性能達到鈷基合金水平的無鈷鐵基堆焊合金，該材料成功用于國內(nèi)50～300MW發(fā)電機組高溫高壓閥門密封面的制造及修復(fù)中，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，延長了閥門使用壽命，經(jīng)濟效益顯著。80年代進一步開發(fā)了全面性能達到或超過Co基StelliteNo.6合金的無鈷鎳基堆焊材料，優(yōu)于國內(nèi)外已有的代鈷材料，價格僅為鈷基合金的一半，具有國際領(lǐng)先水平。該項目獲得國家發(fā)明三等獎，并獲中、美、英三國發(fā)明專利。八十年代末研究的無縫藥芯焊帶埋弧自動堆焊技術(shù)，不但可獲得高合金堆焊材料，且熔敷效率高（>20kg/h），稀釋率低（<30%），十多年來，已穩(wěn)定用于要求抗高應(yīng)力，強沖擊磨損的水泥輥壓機、混凝土泵等產(chǎn)品的堆焊，取得顯著經(jīng)濟效益。
在傳統(tǒng)的電弧噴涂槍中，采用拉瓦爾噴射技術(shù)對噴槍噴嘴進行優(yōu)化設(shè)計，使霧化氣流速度由傳統(tǒng)電弧噴涂的375m/s左右，提高到550～700m/s。電弧噴涂時，Al粒子的速度由250m/s提高到342m/s，3Cr13粒子的速度由250m/s提高到388m/s。沉積率由60％提高到75％。Al涂層的拉伸結(jié)合強度提高114％，達到35MPa，3Cr13涂層的拉伸結(jié)合強度提高43％，達到43 MPa，而高速電弧噴涂涂層的孔隙率只是傳統(tǒng)電弧噴涂的三分之一。高速電弧噴涂的發(fā)展使傳統(tǒng)的電弧噴涂在高結(jié)合強度、低孔隙率方面上了一個臺階，大大擴展了電弧噴涂技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
另一方面，兩種或多種表面工程技術(shù)的復(fù)合運用，通過最佳協(xié)同效應(yīng)，獲得了“1＋1>2”的效果，而被稱為第二代表面工程技術(shù)。例如熱噴涂與激光（或電子束）重融的復(fù)合，熱噴涂與電刷鍍的復(fù)合，化學(xué)熱處理與電鍍的復(fù)合，表面熔覆強化與噴丸強化的復(fù)合，表面熔覆強化與新型潤滑技術(shù)的復(fù)合，多層薄膜技術(shù)的復(fù)合，熱滲擴技術(shù)與離子注入的復(fù)合等等。這些技術(shù)復(fù)合已成為表面性能的“倍增器”。
由單一學(xué)科向多學(xué)科的交叉、綜合以及理論升華發(fā)展
結(jié)構(gòu)焊接與表面堆焊有許多共性技術(shù)，高能三束焊接與表面熔覆、表面改性也有共同的技術(shù)基礎(chǔ)，焊接剖口先進行刷鍍鎳處理可以解決高強鋼焊接中的裂紋問題，通過表面技術(shù)預(yù)處理可以改善針焊接頭的性能，焊接機器人研究的進展推動了表面工程自動化的進程，焊接材料的研究成果為表面堆焊、熱噴涂以及三束熔覆積累了寶貴經(jīng)驗。這些例子說明，焊接學(xué)會既為焊接工作者展現(xiàn)自己的社會價值提供了重要場所，又在促進學(xué)科、技術(shù)之間的交叉、滲透方面作出了貢獻。
表面工程是在表面物理、表面化學(xué)和固體力學(xué)的理論基礎(chǔ)上融匯了現(xiàn)代摩擦學(xué)、腐蝕與防護、材料學(xué)、焊接學(xué)、電子學(xué)、自動控制、無損檢測以及環(huán)境工程等有關(guān)成果而發(fā)展起來的。表面工程最大的優(yōu)勢是能夠以多種方法制備出優(yōu)于基體材料性能的表面功能薄層，該薄層厚度一般從幾十微米到幾毫米，僅是工件整體厚度的幾百分之一或幾十分之一。但卻使工件具有比基體材料更高的耐磨性、抗腐蝕性和耐高溫性能。采用表面工程措施的費用一般只占產(chǎn)品價格的5％—10％，卻可以大幅度地提高產(chǎn)品的性能及附加值，從而獲得更高的利潤。由于表面工程在節(jié)能、節(jié)材方面的顯著功效，發(fā)展表面工程已經(jīng)成為我國落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要技術(shù)措施之一。
基于納米技術(shù)的納米表面工程應(yīng)運而生，被專家稱為第三代表面工程技術(shù)。與傳統(tǒng)表面工程相比，納米表面工程的特點是：取決于基體性能和功能的因素被弱化，表面處理、改性和功能化的自由度擴大，表面加工技術(shù)的作用會更加突出，產(chǎn)品的附加值也會更高。納米表面工程是以納米材料（或其他低維非平衡材料）和納米加工技術(shù)為基礎(chǔ)，通過特定的加工技術(shù)、組裝方法，使材料表面納米化、納米結(jié)構(gòu)化或功能化，從而使材料表面得以強化、改性，或賦予表面新功能的系統(tǒng)工程。
當(dāng)前在納米表面工程技術(shù)方面發(fā)展較快并已取得成效的有：
——納米顆粒復(fù)合電刷鍍技術(shù)
——納米原位、動態(tài)自修復(fù)添加劑技術(shù)
——納米固體潤滑技術(shù)
——納米膠粘技術(shù)
——納米熱噴涂及冷噴涂技術(shù)
——納米薄膜技術(shù)
——納米涂裝技術(shù)
以及金屬材料表面納米化加工和超精表面納米級加工等。
下列發(fā)明創(chuàng)造對堆焊與表面工程的發(fā)展具有原始創(chuàng)新的意義：
——能源轉(zhuǎn)換形式的創(chuàng)新（如電弧、等離子弧、激光束、電子束、離子束、微波、超聲等）；
——金屬或非金屬元素沉積形式的創(chuàng)新（如電沉積、化學(xué)沉積、噴涂沉積、化學(xué)和物理氣相沉積、熱滲擴散等）；
——新材料的創(chuàng)新（如新型合金、金屬間化合物、新型有機材料、納米材料等）；
——材料的制備與加工成形一體化的創(chuàng)新（如運用粉芯焊絲通過堆焊與表面工程手段動態(tài)形成新型合金涂覆層。通過改進機油添加劑使運行過程中的零件表面自行、原位修復(fù)等）。
2、爆炸噴涂在未來將與高速火焰噴涂平分秋色
爆炸噴涂的顯著特點是粒子飛行速度高、涂層結(jié)合強度好、孔隙率低，不僅能噴涂金屬陶瓷，而且還能噴涂氧化物陶瓷；不足的是對材料的粒度要求比較嚴格，沉積效率不太高。近幾年來，高速火焰噴涂由于其工作效率高、粒子飛行速度快、涂層結(jié)合強度好、孔隙率低等優(yōu)點而得到迅速發(fā)展，在不少地方取代了原來由等離子噴涂甚至低壓等離子噴涂所承擔(dān)的角色。然而隨著高頻脈沖爆炸噴涂技術(shù)的日趨完善和材料制造水平的不斷提高，爆炸噴涂的沉積效率有了顯著提高，加之其相對低廉的操作成本，因而有后來居上之勢。這種噴涂工藝對材料的多適用性注定了其應(yīng)用領(lǐng)域的廣闊性。與等離子噴涂比較，它幾乎無所不能，而且涂層質(zhì)量相當(dāng)優(yōu)良。
2、爆炸噴涂、高速火焰噴涂、等離子噴涂、火焰噴涂特性的相互比較
| 熱噴涂工藝 | 熱源溫度(℃) | 粒子飛行速度 (米/秒) | 沉積效率 | 涂層氧增量 | 涂層孔隙率 | 涂層結(jié)合強度 | 相對消耗 |
| 爆炸噴涂 | 3000 | 800-1200 | 40-70 | 0.1 | 0.1-1 | 非常非常高 | 60 |
| 高速火焰噴涂 | 2500-3100 | 500-800 | 45-75 | 0.2 | 1-10 | 非常高 | 120 |
| 等離子噴涂 | 5500-15000 | 200-800 | 50-75 | 0.1-1 | 1-10 | 非常高 | 100 |
| 電弧噴涂 | 4000-6000 | 240 | 50-80 | 0.5-3 | 10-20 | 高 | 90 |
| 火焰噴涂 | 2500-3000 | 30-180 | 40-70 | 4-6 | 10-30 | 低 | 40 |
服務(wù)理念
PHIL DSDPHV
•精確的了解客戶工程工件熱噴涂技術(shù)達標要求
•為客戶提供最專業(yè)熱噴涂綜合設(shè)計方案
•為客戶提供國際一流的設(shè)備、工藝、材料、技術(shù)
•注重技術(shù)細節(jié)、追求整體技術(shù)效果
•以標準化的作業(yè)流程服務(wù)客戶
•為客戶提供最迅速的售后服務(wù)
客戶服務(wù)準則
GUIDEL INES
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