超音速噴涂在航空汽車造船等行業的應用 |
超音速噴涂、超音速等離子噴涂、燃氣爆炸噴涂技術在抗腐化侵蝕 涂層中應用，可制備結合強度高（50~100MPa），孔隙率極低（〈=1.5%）的優質涂層，并獲得很好的應用效果。涂層封孔劑方面的研究進展據不完全統計，我國研制成功并實施應用的達近百種。其中絕大部分用于常溫、弱介質環境涂層封孔。用于惡劣（liè）工況環境的封孔劑根據資料介紹，目前已經有20多種可用于包括(bāo kuò)王水在內的介質環境涂層封孔，其中5種可在200度以上長期使用，耐溫高達500度，有10種封孔劑可用于食品以及醫藥行業。
汽車行業的應用：為了提高汽車的性能，減少汽車的能耗和適應環保要求，熱噴涂技術在汽車制造行業有了較大的發展。超音速噴涂在噴涂機噴嘴出口處產生的焰流速度一般為音速的4倍，即約1520m/s，高可高達2400m/s（具體與燃燒氣體種類，混合比例，流量，粉末質量和粉末流量等有關）。粉末撞擊到工件表面的速度估計為550-760m/s，與爆炸噴涂相當。超音速噴涂燃料航空煤油與助燃劑（O2）以一定的比例導入燃燒室內混合，爆炸式燃燒，因燃燒產生的高溫氣體以高速通過膨脹管獲得超音速。由于汽車工業屬大工業化生產，一個成熟的工藝技術，往往形成的批量生產是很可觀的。目前已形成批量產品的有同步環、活塞環，發動機（Engine）的氣門挺桿以及氧(Oxygen)敏傳感器探頭等部件的熱噴涂，其他許多部件仍在工業性試驗中，或尚未形成批量生產，表2給出汽車工業零部件采用的涂層材料和工藝。
為了減輕整車質量達到降低能耗，逐步采用鋁合金(alloy)取代傳統金屬材料(Material)，同時還要保持或提高原設計和選用材料的性能。超音速噴涂燃料航空煤油與助燃劑（O2）以一定的比例導入燃燒室內混合，爆炸式燃燒，因燃燒產生的高溫氣體以高速通過膨脹管獲得超音速。因此，在鋁合金上制備不同涂層的熱噴涂技術，目前正針對不同需求開展研究（research)。其次，非傳統的功能性涂層，如高隔熱涂層、低噪聲涂層、磁性傳感功能涂層、高精度抗蝕涂層、代鉻涂層均有較好的應用前景。再者，等離子噴涂工藝在汽車制造工業中仍有強勁的生命力，且對其自動化、智能化、高精度、高效率要求越來越高，其原因是應適合汽車零部件生產(Produce)大批量、低成本、高質量的要求。
造船工業的應用：除了船用動力系統的排氣閥，活塞(piston)環、缸套等部件按類似汽車工業的如大型船舶(釋義：船只總稱）的艉軸、軸承座、發電機、舵機、錨機等輔機軸，各種閥門(功能：截止、導流、穩壓、分流等)密封面、泵軸套、柱塞、機械密封環等運動部件。往往由于關鍵（解釋:比喻事物的重要組成部分)部位磨損超差，不能使用，針對部件材質、磨損形式和使用條件，采取適當涂層進行修復，經濟(jīng jì)效益十分可觀。航道疏浚用的挖泥船，大量零部件如泥斗、耙頭、鉸刀(卷名：機械工程)、鏟齒、泥泵葉輪等被泥沙磨損需修復。為提高部件的耐磨損性，主要過用Ni60或Ni60+WC等硬質火焰噴焊層進行修復，較原部件提高壽命達數倍，效果十分明顯。
航空發動機（Engine）的應用：航空發動機某些零部件的磨損（零部件失效的一種基本類型）問題也是十分嚴重的，在服役期間，有的發動機低壓轉子（rotor）轉速5000r/min,高壓轉子轉速15000r/min；并在極高負載和各種頻率的振動下工作，從而產生各種機理的磨損，這些磨損僅靠改變基體材料是達不到要求的。據統計，1976年前發動機零部件60%因磨損而報廢，采用耐磨涂層后報廢率降到30%，目前采用爆炸噴涂和HVOF噴涂涂層已有50多種在航空產品零件上獲得應用，如高低壓壓氣機葉片、渦輪（Turbo）葉片、輪轂封嚴槽、齒輪軸、火焰筒外壁、襯套、副翼滑軌、制動裝置等。目前國內開發的某新機種上，規定采用十幾種熱噴涂涂層（主要是耐磨涂層）數百個零件，其中四種關鍵的耐磨涂層必要采用結合強度好、涂層致密度（單位:g/cm3或kg/m3)高的爆炸噴涂和HVOF噴涂工藝制備。 |
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