热喷涂应用的粉末分类及各粉末的技术要求介绍

  ◀    金属热喷涂工艺 ▶
  在工模具表面沉积复合材料的技术。通过加热喷涂材料，使其处于熔融或半熔融状态，然后以高速喷射到基材表面形成高附着力和耐磨性的涂层[1]。热喷涂成为在工业领域广泛应用的生产技术，在提升原部件性能、使用寿命等方面优势明显[2]。
  1.自熔合金粉末：
  镍基自熔性合金粉末：以Ni元素为基体，添加Cr、B、Si、Cu、Mo等元素。合金粉末熔点低，自溶性好，具有耐蚀、耐磨、耐热、抗氧化等性能。
  铁基合金粉末：分为不锈钢型（含有较多的Ni和Cr元素）和高铬铸铁型（含有较高的Cr和C）。
  钴基自熔性合金粉末：以Co元素为基体，添加Cr、B、Si、W等元素。具有优越的高温性能、良好的红硬性、耐磨性和抗氧化性能。
  铜基自熔性合金粉末：以Cu元素为基体，添加适量的Ni、Cr、Mn等元素组成。这类合金粉末具有机械性能好、易于加工、塑性高、耐蚀性好、摩擦系数低等特点。
  2.自粘结合金粉末：
  这种粉末以金属Al、Zr、Cr及其合金为核心，包覆Ni或Co，成为镍（钴）包铝、包钛、包锆等自粘结合金粉末。
  3.耐蚀和耐氧化合金粉末：
  耐氧化合金粉末无法自熔，总是以喷涂态使用。可用于制取光亮致密、高光洁度涂层或修复工作表面。
  4.陶瓷粉末：
  陶瓷粉末在热喷涂技术中可形成高硬度、高耐磨、高耐腐蚀的涂层，具有独特的应用价值。
  5.金属陶瓷粉末：
  金属陶瓷粉末结合金属和陶瓷的优点，具有优异的机械性能和热稳定性。
  6.复合粉末：
  复合粉末是将两种或更多种不同材料相结合而成为多相非均质颗粒的热喷涂材料。它按粉末结构可分为包覆型和非包覆型。包覆型复合粉末是一种核心材料的颗粒表面完整而均匀地包覆一层或多层其他材料的粉末；非包覆型复合粉末则是由两种以上的细小的材料颗粒组成的较粗的二次粉末。
  ◀ 代表性粉末技术要求与天际技术 ▶
  热喷涂粉末的技术要求主要包括粒度组成与颗粒形状。粉末粒径分布主要由喷涂工艺方法和喷涂工艺规范参数来确定，如图2。即使粉末粒度范围达标，但其粒度级别组成也有要求。且这对热喷涂质量、粉末松装密度及流动性均有直接影响。同时，粉末颗粒的几何形状及其表面特征对喷涂过程及涂层质量有重要影响。球形粉末材料的比表面积小，各向受热均匀，在热喷涂焰流的高温作用下，表面受氧化及其他杂质污染的程度比不规则粉末要小。
  天际公司多年来从事高性能粉末制备与相关设备生产，具有成熟的气雾化、水雾化粉末生产技术。生产的粉末球形度高、粒径分布均匀、氧含量低，且成分与粒度分布可以按照客户定制化需求生产。同时，在设备与雾化器的研发与生产上也在同类型厂家中独具技术优势。
  参考文献：
  [1]热喷涂复合工艺在钛合金型材模具上的研究
  [2]航机CMC热端部件用热喷涂涂层的机遇与挑战