熱噴涂金屬階梯涂層的工藝流程

點(diǎn)擊數(shù)：28952019-01-03 14:29:36　來(lái)源: 河北中信防腐工程有限公司

金屬噴涂是在同一工件基體上疊加噴涂，先用鋅涂層作為底層，再用不銹鋼涂層作為面層，最終形成階梯涂層，運(yùn)用到水工鋼結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過(guò)大量研究與試驗(yàn)?獲得了既經(jīng)濟(jì)、又滿意的防腐效果。其原理是利用某種形式的熱源將金屬噴涂材料加熱，使之形成熔融狀態(tài)的微粒，這些微粒在動(dòng)力的作用下以一定的速度沖擊并沉附在基體表面上，形成具有一定特性的金屬涂層。水工鋼結(jié)構(gòu)件等基體材料的表面經(jīng)過(guò)熱噴涂技術(shù)處理，得到了耐腐蝕、耐磨蝕的金屬保護(hù)涂層，從而增強(qiáng)水工鋼結(jié)構(gòu)件耐腐、耐磨的性能。
 
    可用于金屬噴涂的材料較多，如鋅、不銹鋼等。其中不銹鋼涂層具有耐磨損及保護(hù)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)；鋅涂層不僅具有覆蓋、耐腐蝕作用，更重要的是具有陰極保護(hù)功能（原電池原理）。它們是水工鋼結(jié)構(gòu)防腐噴涂的重要材料，因此得到廣泛應(yīng)用。
 
   熱噴涂金屬階梯涂層的工藝流程分4個(gè)環(huán)節(jié)。一是鋼結(jié)構(gòu)表面處理，二是熱噴涂鋅，三是噴涂不銹鋼，四是涂裝環(huán)氧云鐵。涂裝環(huán)氧云鐵采用手工刷涂結(jié)合空氣噴涂方法，要求無(wú)刷痕、無(wú)起泡、無(wú)流掛、無(wú)漏噴，銀灰色外觀整潔、勻稱。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)材料提出了更高的要求，而且往往是要求材料兼?zhèn)涠喾N性能，比如要求材料具備足夠強(qiáng)度的同時(shí)，還要求材料具備有耐腐蝕性、耐磨性或耐熱性和隔熱性等等。熱噴涂技術(shù)就是為適應(yīng)這些要求而逐步發(fā)展起來(lái)的。

熱噴涂技術(shù)是一種表面強(qiáng)化技術(shù)，它可以在普通材料表面形成具有特殊性能的涂層，獲得各種特殊性能的涂層，從而使制品表面獲得各種特殊性能。此外，由于機(jī)械零件在長(zhǎng)期運(yùn)行中磨損、腐蝕，或因加工超差等原因而造成許多貴重零部件報(bào)廢也可以通過(guò)熱噴涂技術(shù)方便、有效地予以修復(fù)。

所謂熱噴涂，就是利用各種高溫?zé)嵩矗瑢⒐腆w材料加熱至熔融或塑性狀態(tài)，并利用高速氣流作為載體，將熔融或塑性狀態(tài)的微粒噴射到經(jīng)過(guò)預(yù)先處理的制品表面而形成涂層的過(guò)程。如果將所形成涂層（必須是自熔性合金材料）用熱源再進(jìn)行加熱熔化（或在噴涂的同時(shí)就將涂層再熔化）使之與基體的近表面形成牢固的冶金結(jié)合層，這種工藝則稱為噴焊（或噴熔）。目前一般將噴涂和噴焊兩種工藝統(tǒng)稱為“熱噴涂”，只有在具體施工時(shí)才指明采用噴涂法還是噴焊法。

熱噴涂方法有多種，按其使用的熱源來(lái)分，有氣體燃焰噴涂、電弧噴涂、高頻電熱噴涂、等離子射流噴涂、爆炸噴涂等，最近還出現(xiàn)了激光噴涂。按噴涂材料的形態(tài)來(lái)分，有熔線式噴涂、熔棒式噴涂和粉末噴涂。其中氣體燃焰噴涂的材料可以是線材，也可以是棒材或粉末，電弧噴涂和高頻噴涂均用金屬線材料，而等離子噴涂和爆炸噴涂一般均用粉末材料，激光噴涂也是采用粉末材料。

我國(guó)目前應(yīng)用最廣的是氧－乙炔焰粉末噴涂、氧－乙炔焰熔線噴涂（即金屬噴涂）、電弧噴涂和等離子射流噴涂（簡(jiǎn)稱等離子噴涂）。

無(wú)論那一種熱噴涂方法，都是在材料表面形成一層所需功能的表面層。因此基于這點(diǎn)，熱噴涂技術(shù)也是一種表面處理技術(shù)。但它與其它表面處理技術(shù)相比，又有許多自身的特點(diǎn)，從而逐步形成一門獨(dú)立的應(yīng)用技術(shù)。熱噴涂技術(shù)的主要優(yōu)缺點(diǎn)如下：

1、熱噴涂法的優(yōu)點(diǎn)

（1）熱噴涂法的適應(yīng)范圍廣，不僅適用于金屬制品,也適用于非金屬制品，如陶瓷制品、水泥制品、石膏制品、塑料制品，甚至木材、布匹、紙張等，均能在其表面形成涂層。

（2）可以獲得種類繁多的涂層。一般來(lái)說(shuō)，凡經(jīng)加熱能呈熔融狀態(tài)或塑性狀態(tài)的任何固體工程材料，無(wú)論是金屬、陶瓷、玻璃或塑材均可作為噴涂材料，而且還可以根據(jù)需要將各種材料混合或制成復(fù)合材料，使所得到的涂層滿足各類特殊要求。目前已經(jīng)能夠較方便地獲得耐磨（包括高硬度、易磨削、低摩擦的各種涂層）、耐腐蝕、耐高溫、隔熱、絕緣、導(dǎo)電、防輻射、密封等性能的涂層。

（3）幾乎不受尺寸和幾何形狀的限制，只要噴射束能到達(dá)的部位，都可以進(jìn)行噴涂。

（4）能形成比任何一種表面處理方法厚得多的涂層（當(dāng)然搪瓷、搪玻璃也可獲得厚的表面層），其厚度可由0.05毫米至幾毫米，有的材料則不限厚度。

（5）操作方法簡(jiǎn)單（特別是氣體燃焰噴涂），大多可以在現(xiàn)場(chǎng)施工。

2、熱噴涂法的缺點(diǎn)

（1）由于涂層與基體主要是靠機(jī)械結(jié)合形式（噴焊工藝除外），所以其與基體表面的結(jié)合強(qiáng)度，相對(duì)地較低于金屬熱處理，涂層自身強(qiáng)度一般不可能達(dá)到基體金屬本身的強(qiáng)度。

（2）涂層存在一定的氣孔（噴焊工藝除外），這對(duì)于要求耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的環(huán)境是不利的。但有試驗(yàn)表明，當(dāng)涂層厚度達(dá)到一定值時(shí)，（比如鎳包鋁材料的等離子噴涂層，厚度達(dá)到0.3～0.5毫米以上時(shí)）其氣孔已被涂層自身封閉，成為非穿透性氣孔。另外，還可以對(duì)涂層進(jìn)行封孔處理。然而在某些情況下氣孔的存在正是我們所需要的。例如作為隔熱涂層、含油軸承和人造骨骼等。

（3）某些噴涂方法（特別是等離子噴涂和噴焊工藝）要產(chǎn)生多種有害因素，因此在采用這類方法時(shí)，必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

應(yīng)當(dāng)指出，任何一種先進(jìn)技術(shù)都不是萬(wàn)能的，必須根據(jù)工作條件分析其可行性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等諸因素來(lái)確定最佳方案。

二、  熱噴涂材料
（一）、金屬及其合金
金屬及合金是熱噴涂中應(yīng)用最廣、種類最多的材料。由于金屬大多具有延展性，所以它們既可制成粉末又可制成線材。改變合金中元素的成分可以得到各種所需的物理性能和化學(xué)性能。

1、鋁、鋅及合金

鋁和鋅以及它們的合金，是應(yīng)用最早的熱噴涂材料，最初它們是用于熔線式噴涂。粉末式噴涂方法出現(xiàn)后也有制成粉末材料出現(xiàn)的。

鋁和鋅的電動(dòng)順序都在鐵之前，都是比鐵活潑的元素，所以將它們廣泛用于鋼鐵構(gòu)件的防腐涂層，既可耐大氣腐蝕、也可以作為犧牲陽(yáng)極，對(duì)鋼鐵基體起到電化學(xué)保護(hù)作用。國(guó)外通過(guò)對(duì)鋁涂層的海水浸漬試驗(yàn)，證明其耐海水腐蝕性能良好，經(jīng)過(guò)6年海水浸漬的試樣，幾乎未發(fā)現(xiàn)腐蝕。鋁和鋅涂層，如再進(jìn)行封孔處理，其耐腐蝕性能會(huì)有所提高。

2、銅及銅合金

高純度的銅可以制成導(dǎo)電涂層和美術(shù)裝飾涂層（比如用于雕塑制品的噴涂）。在鋁青銅中加入少量鐵、鎳、錳元素就具有很好的耐蝕性能，特別是抗海水腐蝕能力很強(qiáng)，難熔于硫酸和鹽酸，但易溶于硝酸，此外耐蝕疲勞性和耐磨性能也很好。磷青銅具有很好的耐磨性，可用于軸承的耐磨涂層，磷青銅涂層呈美麗的淡黃色，所以也可用于裝飾性涂層。

3、鉬

噴涂用的鉬其純度在99.95％以上，既可是線材也可是粉末。由于鉬與鋼鐵材料之間有良好的結(jié)合性能，所以常用作打底層材料，鉬涂層還具有較好的耐磨性，而且鉬還是耐熱濃鹽酸的唯一金屬。

4、鎳和鎳合金

純鎳具有較好的耐腐蝕性能，是耐熱濃堿液腐蝕最好金屬材料，但不耐氧化性酸。

鎳鉻合金是目前使用極廣的耐磨、耐腐蝕材料，它們既具有良好的耐酸、耐堿性、又具有良好的耐熱性，其耐磨性隨鉻和碳量的增加而增加。

鎳和銅以及少量其它元素的合金稱為蒙乃爾合金，它具有良好的耐蝕性、耐氧化性，對(duì)鹽水的耐蝕性和在中性或堿性鹽類溶液中的耐蝕性都很強(qiáng)，對(duì)于非強(qiáng)氧化性酸的耐蝕性也較好，但與鐵接觸時(shí)容易產(chǎn)生腐蝕。

自熔性合金是指在鐵基、鎳基或鈷基中加入1.5％以上的硼、硅元素所形成的超合金。加入硼、硅后可降低熔點(diǎn)，增加流動(dòng)性，同時(shí)同硼、硅與氧的親合力比金屬成分與氧的親合力大，熔化時(shí)它們分別與氧生成氧化硼和氧化硅，熔化后浮在涂層表面，冷卻后便形成無(wú)孔的涂層，而金屬成分則與基體表面形成冶金結(jié)合層。這就是上述的噴焊工藝所必須采用的材料。

自熔性合金的三種典型就是鐵鉻硼硅系列、鎳鉻硼硅系列和鈷鉻鎢系列。

鐵基合金具有很好的耐磨性和一定的耐蝕性，因其價(jià)廉而被廣泛用于一般機(jī)械零件的耐磨涂層和修復(fù)零件用。其硬度范圍由含鉻量與含碳量而定，一般在HRC25～60或更高。

鎳基合金不僅具有良好的耐磨性，還具有良好的耐腐蝕性和較好的紅硬性。廣泛用于既要求耐腐蝕，又要求耐磨的零部件。如閥門密封面，柱塞表面，用于有腐蝕性介質(zhì)中的熱電偶導(dǎo)管以及要求耐腐蝕的化工容器等。

鈷基合金（司太立系合金）的最大特點(diǎn)是在高溫下的耐腐蝕性和耐磨性十分突出，抗氣蝕性能好，因此可用于高溫排氣閥、高溫高壓閥門、高溫模具、汽輪機(jī)葉片等的修復(fù)或預(yù)保護(hù)。

自熔性合金是專為噴焊工藝生產(chǎn)的，但它們也可以直接用于噴涂工藝，然而用于噴涂工藝的材料卻不一定能用于噴焊工藝。

金屬和合金的種類很多，不可能一一列舉，選用時(shí)可參考有關(guān)材料手冊(cè)。

（二）、陶瓷材料
陶瓷通常是指各種氧化物、硼化物、硅化物、碳化物的總稱，它們的熔點(diǎn)都很高，大多在2000℃以上，化學(xué)穩(wěn)定性良好。其中氧化物應(yīng)用較多，它們?cè)谘趸詺夥罩杏袃?yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，熔點(diǎn)很高，還具有很好的耐磨性和電絕緣性能。因而多作為耐高溫、耐隔熱、絕緣、耐磨、耐腐蝕涂層。應(yīng)用較多的氧化物陶瓷有氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、氧化鉻、氧化鋯等。金屬碳化物的熔點(diǎn)比其化合物中金屬元素的熔點(diǎn)高，在高溫下有良好的機(jī)械性能，所以適宜于耐熱涂層。幾乎所有碳化物都是電和熱的良導(dǎo)體。典型的碳化物是碳化鎢，它還具有很高的硬度，因而有良好的耐磨性，常用于機(jī)械密封和要求耐磨的軸頸等。其它陶瓷也都可作為熱噴涂材料。所有陶瓷都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是材料沒(méi)有延展性，硬而脆，因此不可能制成線材，絕大多數(shù)是以粉末材料出現(xiàn)，也有將其制成棒材用于熔棒式噴涂的。

（三）  、復(fù)合材料
近幾年復(fù)合材料的發(fā)展很快，所謂復(fù)合材料目前有二種形成。一種是包復(fù)型材料，它們是在某種核心材料微粒的外表面用化學(xué)或其它方法再包裹一層它種材料而形成的。被包裹材料一般都是金屬，常用的包裹材料有鎳、鎳鉻合金、鈷、銅等。另一種復(fù)合材料是粘結(jié)型的，即在一種微粒的外表面再粘結(jié)上它種材料。這種材料制作工藝簡(jiǎn)單，成本低，目前已有較好的產(chǎn)品。

復(fù)合材料的出現(xiàn)，大大增強(qiáng)了涂層的功能，擴(kuò)大了熱噴涂的應(yīng)用范圍。目前國(guó)內(nèi)外的許多科研、生產(chǎn)部門都在努力從事復(fù)合材料的科研工作。國(guó)內(nèi)已生產(chǎn)出了數(shù)十種復(fù)合粉，供不同工藝要求選用。

（四）  、塑料
用于熱噴涂的塑料是一些具有熱塑性和熱固性的材料。不同塑料具有不同的耐化學(xué)腐蝕性能，特別是耐酸、堿的腐蝕性能。因而塑料早被廣泛用于化工防腐中。但塑料在被用作熱噴涂材料之前，它是作為襯里材料使用，或者直接將塑料制成容器，但塑料的強(qiáng)度均比金屬低，這就是限制了它的應(yīng)用。

由于塑料的熔點(diǎn)都很低，因此不能用通常的熱噴涂方法形成涂層，否則會(huì)使它們分解或碳化。長(zhǎng)誠(chéng)熱噴涂技術(shù)有限責(zé)任公司（原長(zhǎng)城噴涂技術(shù)研究所）近年來(lái)研制成功既能噴金屬又能噴塑料的多功能氣體燃焰粉末噴涂裝置，為將塑料涂層用于化工防腐開(kāi)辟了新的途徑。

典型的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯和尼龍等，典型的熱固性塑料有環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂等。

三、熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用
（一）、耐腐蝕涂層
用氧乙炔焰或電弧進(jìn)行金屬線材的噴涂是化工行業(yè)應(yīng)用最早的熱噴涂技術(shù)。其中鋁和鋅已被廣泛用于一般鋼鐵構(gòu)件、管道、水閘門、塔設(shè)備的防護(hù)涂層，直至現(xiàn)今仍在采用，如果在這些涂層上面再涂刷一層封孔劑（一般是有機(jī)涂料）會(huì)使使用壽命大大提高。這方面的成功經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)有許多介紹，這里不再重述。

至于直接用于化學(xué)腐蝕介質(zhì)中的情況，目前各國(guó)還不多。隨著等離子噴涂的出現(xiàn)，使涂層性能大大提高，如結(jié)合強(qiáng)度的提高、氣孔率的降低都為熱噴涂的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。若在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行處理，那將使其耐腐蝕性能大為提高。

對(duì)涂層進(jìn)行重熔處理（即采用噴焊工藝）是有效的封孔方法，經(jīng)重熔處理后就形成無(wú)氣孔的涂層，并與基體表面層形成冶金結(jié)合層。一些單位對(duì)柱塞采用噴焊工藝，既提高了耐腐蝕性能又提高了耐磨性能，使柱塞的壽命大大提高。例如在三柱塞高壓注水泵柱塞上噴焊鎳基合金，使壽命比原38CrMoAl離子氨化柱塞提高壽命5～9倍，而盤(pán)根壽命可提高2～3倍，這一工藝已在一些油田普遍采用，并取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)耐熱腐蝕涂層的研究和應(yīng)用方面取得了很大的進(jìn)展，如CoCr-AlY涂層用于燃汽輪機(jī)葉片，使之既保持一定的機(jī)械強(qiáng)度又具有抵御高溫腐蝕環(huán)境侵蝕的能力。

由于出現(xiàn)了能承受較高溫度條件的封孔劑（目前國(guó)外已有耐40℃環(huán)境的封蝕劑），使大面積化工容器采用熱噴涂技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。四川化機(jī)廠于1935年曾對(duì)幾種在酸堿交替腐蝕環(huán)境，又需有較好導(dǎo)熱性的容器和攪拌器上噴涂了鎳基合金，并用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行封孔，目前該設(shè)備正在使用中。某單位在具有高溫腐蝕性氣體排氣鼓風(fēng)機(jī)的葉片上，噴焊鎳基合金，其壽命比原來(lái)采用不銹鋼或高速鋼時(shí)提高4倍。

對(duì)于在液體腐蝕介質(zhì)中工作的設(shè)備和零件，在選擇涂層材料時(shí)，不能因?yàn)閲娡苛四驮摲N介質(zhì)腐蝕的材料時(shí)，就認(rèn)為完全保險(xiǎn)了，必須考慮到氣孔的存在。如果涂層設(shè)計(jì)得較薄，則氣孔可能成為穿透性的，這時(shí)，如果涂層材料的電動(dòng)順序高于基體材料，則由于液體的浸入構(gòu)成腐蝕電池反會(huì)加速基體材料的腐蝕。例如在鋼鐵材料表面噴涂鎳基合金，如果不封孔就會(huì)加速鋼鐵的腐蝕。這點(diǎn)在進(jìn)行涂層設(shè)計(jì)時(shí)是非常重要的。

值得一提的是國(guó)外對(duì)工業(yè)鍋爐防腐涂層的研究與應(yīng)用已取得了實(shí)用性進(jìn)展。

影響鍋爐腐蝕過(guò)程最重要的因素上燃料燃燒產(chǎn)物中的硫化物及鍋爐的操作壓力。通常鍋爐水冷壁管的腐蝕速度每年高達(dá)3.5毫米。美國(guó)METCO公司生產(chǎn)的METCO465復(fù)合粉（27.59％Cr、2％Mo、6%Al、余量Fe）,采用等離子噴涂，涂層致密，結(jié)合強(qiáng)度高，在鍋爐十分苛刻的工作條件下，具有良好抗腐蝕性，每年僅0.025毫米左右，涂層厚度即使在0.25毫米時(shí)仍有較高的結(jié)合強(qiáng)度。這種方法在美國(guó)、日本和加拿大得到廣泛使用，有二十多家有關(guān)公司采用METCO465修復(fù)了大量的鍋爐。

美國(guó)TAFA公司用TAFA—LOY45CT（43%C、4％Ti、余量Ni）進(jìn)行電弧噴涂，經(jīng)受了1008小時(shí)的模擬鍋爐工作環(huán)境考驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)明顯的氧化及硫化現(xiàn)象。該公司自1984年7月以來(lái)，用電弧噴涂45CT合金線材，已修復(fù)30座鍋爐，每座噴涂面在4.46米2與195米2之間，涂層厚度0.38～0.61毫米。到目前已檢查9座，未發(fā)現(xiàn)脫落。涂層年損失量平均為0.025毫米。

瑞士Flasma Technik公司及MarchWood工程實(shí)驗(yàn)所，對(duì)鍋爐防護(hù)已做了六年研究工作。他們強(qiáng)調(diào)不能單從施工費(fèi)用來(lái)選擇噴涂方法，主要應(yīng)考慮如何在生產(chǎn)中始終如一地保證涂層衡量的最佳化及嚴(yán)密控制。為此他們認(rèn)為采用等離子噴涂最為適宜；

（1）   針對(duì)鍋爐不同部位的要求，對(duì)噴涂材料可以廣泛選擇；（2）噴涂參數(shù)可控，涂層質(zhì)量穩(wěn)定；（3）噴涂過(guò)程中基體處于冷態(tài)。Flasma techmik公司采用NiCr合金（55％Ni、50％Cr）進(jìn)行等離子噴涂，涂層具有良好的結(jié)合強(qiáng)度和耐腐蝕性，年腐蝕速度為0.025毫米，涂層厚度為0.5毫米，這就意味著工作壽命超過(guò)十年。

（2）    縱觀熱噴涂在鍋爐修復(fù)方面的進(jìn)展，可以歸結(jié)如下：a、熱噴涂修復(fù)鍋爐技術(shù)已日趨成熟，并進(jìn)行選擇。b、采用等離子噴涂或鎳（鉻）基合金為理想。

許多非金屬材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，如陶瓷、塑料。許多陶瓷能耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的腐蝕；且耐高溫；但因涂層具有多孔性，使其應(yīng)用受到限制。如果環(huán)境溫度不太高，例如在300℃以下，則可以采用封孔劑處理。據(jù)了解，某單位采用陶瓷對(duì)鹽酸貯罐進(jìn)行噴涂并封孔，使原來(lái)使用一月左右就被腐蝕損壞的容器壽命提高了許多倍，至今還在使用中。

許多塑料也可以耐酸堿的腐蝕，而且塑料涂層不存在氣孔問(wèn)題，這使得塑料涂層工藝在化工防腐中大有開(kāi)發(fā)前途。由于對(duì)塑料粉末直接施用熱噴涂方法的實(shí)現(xiàn)，使大型化工容器和其它鋼鐵構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)噴塑防腐成為現(xiàn)實(shí)。長(zhǎng)誠(chéng)熱噴涂技術(shù)有限責(zé)任公司（原長(zhǎng)城噴涂技術(shù)研究所）研制的塑料熱噴涂裝置即將問(wèn)世，它將為化工防腐作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（二）、耐高溫、隔熱涂層
在化工生產(chǎn)中，高溫是其特點(diǎn)之一；在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上高溫也是一個(gè)突出的條件；發(fā)電廠、冶金廠等同樣常遇到高溫。由于高溫同時(shí)就伴隨著材料在高溫下的氧化和其它腐蝕現(xiàn)象的加劇。在高溫條件下工作的零件施加涂層的目的有二，一種是形成隔熱涂層（或稱熱障涂層），使材料實(shí)際工作溫度低于環(huán)境溫度，從而保持材料的機(jī)械性能；另一種目的則是形成抗高溫氧化或腐蝕涂層而保護(hù)基體材料。不過(guò)多數(shù)情況下兩種要求是兼而有之。

許多陶瓷就具有這些性能，因而被廣泛用于耐高溫的隔熱涂層。其中氧化鋯具有較高的熔點(diǎn)（2800℃左右）和較低的導(dǎo)熱率。

其次是氧化鋁。但因氧化鋯的晶格是不穩(wěn)定的，將其加熱至1200℃以上時(shí)從單斜型變?yōu)榱⒎叫?，冷卻到1000℃后又轉(zhuǎn)變?yōu)樾毙?。所以稱為非穩(wěn)定型氧化鋯，如果直接用于噴涂，涂層在冷熱交替時(shí)就容易脫落。加入適量的穩(wěn)定劑，如氧化鈣、氧化鎂、氧化釔等，就可以抑制相變使之成為穩(wěn)定的立方晶格。

氧化鋁的熔點(diǎn)低于氧化鋯，隔熱性能也稍差，但因其價(jià)格便宜，所以也常用于隔熱耐高溫涂層。氧化鋁有多種相變，主要是以α-氧化鋁和γ-氧化鋁為代表，其中α-氧化鋁是穩(wěn)定的，所以用于噴涂的應(yīng)為α-氧化鋁。

這些氧化物在高溫氧化氣氛中是穩(wěn)定的，雖由于氣體的存在對(duì)隔熱有利，但氣體介質(zhì)可能通過(guò)氣孔而侵入基體。如果基體材料不是抗氧化的，則會(huì)因基體的氧化造成涂層的脫落，對(duì)此，可在基體表面先噴一層鎳鉻耐熱合金作為中間層，再噴涂隔熱層。采用中間層還有一個(gè)作用，即選擇與基體有更好結(jié)合能力的材料使之與基體先得到一層良好的結(jié)合層，從而使工作層結(jié)合得更牢。

目前，國(guó)內(nèi)外都有將耐熱涂層用于高爐風(fēng)口和渣口的例子。本溪鋼廠用Ni、Cr或鎳包鋁作為中間層噴涂Al2O3對(duì)銅基體的高爐風(fēng)口和渣口進(jìn)行等離子噴涂，使風(fēng)口的消耗從渣口的消耗量從0.97個(gè)/萬(wàn)噸生鐵下降到0.38個(gè)/萬(wàn)噸生鐵；渣口的消耗量從1978年普通渣口的5.98個(gè)/萬(wàn)噸生鐵下降到3.2個(gè)/萬(wàn)噸生鐵，隨著涂層質(zhì)量的提高；到1981年消耗量為1.72個(gè)/萬(wàn)噸生鐵。

四川化機(jī)廠從1976年起就開(kāi)始了氧化鋯涂層的試驗(yàn)與應(yīng)用，1978年起就開(kāi)始正式將其用于引進(jìn)大型化肥裝置中空氣混合器表面耐高溫隔熱涂層的修復(fù)和制造，結(jié)束了從前完全依賴進(jìn)口的歷史。現(xiàn)在這種價(jià)值二十萬(wàn)元左右的部件，一般都在使用一、二年后將其換下，重新噴涂氧化鋯層后又繼續(xù)使用，全部換新的情況很少。

熱噴涂層更多的是用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)，我國(guó)航空工業(yè)已經(jīng)對(duì)涂層制訂了自己的部標(biāo)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（三）  、機(jī)械零部件的修復(fù)
熱噴涂技術(shù)近幾年來(lái)得到普遍推廣應(yīng)用，很大部份便是用于機(jī)械零件的修復(fù)。由于它可以使已報(bào)廢的許多貴重零件得以新生，并還可能提高使用壽命，故能收到明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

無(wú)論那一個(gè)行業(yè)，凡用機(jī)器和設(shè)備的地方，總不可避免的產(chǎn)生腐蝕、磨損現(xiàn)象，以前也有一些修復(fù)辦法，例如電鍍、補(bǔ)焊。甚至干脆將軸頸磨小，但這些方法都有一定的局限性。電鍍層的厚度是有限的，而且還受到零件尺寸和形狀的限制，鋼鐵零件多次電鍍還可能產(chǎn)生氫脆，造成嚴(yán)重后果；補(bǔ)焊的質(zhì)量很難保證，一旦將基體燒損反會(huì)加劇其損壞程度；磨小軸頸（指回轉(zhuǎn)件）可適用輕度磨損的情況，但需另配相應(yīng)的軸瓦，但磨損嚴(yán)重時(shí)就難以采用了，因?yàn)檩S如果磨削量太大會(huì)削弱其強(qiáng)度。鑒于以上情況，采用熱噴涂法的適用性和靈活性就大多了，這方面的成功的例子很多，無(wú)法一一列舉。僅四川化機(jī)廠就已成功地為大型化肥廠和煉油廠等大中型企業(yè)修復(fù)了價(jià)值在三十萬(wàn)至上百萬(wàn)元的汽輪機(jī)、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸，均取得了良好的效果，目前這些被修復(fù)的轉(zhuǎn)子均在正常運(yùn)行中。

（四）  、熱噴涂技術(shù)在其它方面的應(yīng)用
熱噴涂技術(shù)不僅可以形成各種性能的涂層，還可以用它來(lái)制備一些薄殼零件，這種方法有的稱為噴鑄成形，它是在預(yù)先制好的金屬模外表噴上一層水溶性的材料，再在其上噴涂所需的材料，然后將水溶性涂層用水溶化、脫模就可得到薄殼制品，有些制品還可以在爐中加熱燒結(jié)成致密的結(jié)構(gòu)。

噴涂成形與粉末冶金相比，具有材料范圍廣（一般來(lái)說(shuō)只要能用于噴涂的材料均可）；尺寸限制不大，工具、模具費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是不適于批量生產(chǎn)。

為了在普通材料的殼體內(nèi)表獲得耐磨或耐腐蝕性能，已有這樣的試驗(yàn)，即在鑄造蕊模上噴涂自熔性合金材料，再在其外澆鑄普通材料，使涂層與澆鑄材料的近表面熔合而形成保護(hù)層。

結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)前面對(duì)熱噴涂技術(shù)的論述以及列舉的應(yīng)用情況，就足以表明熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用前景，目前之所以還沒(méi)有得到充分的應(yīng)用，其原因是多種多樣的，首先是還沒(méi)被更多的人們了解和掌握，然而從熱噴涂技術(shù)本身來(lái)講則是應(yīng)進(jìn)一步提高和完善的問(wèn)題。由于這門技術(shù)還很年輕，無(wú)論是噴涂工藝，噴涂材料，噴涂設(shè)備都還在不斷的發(fā)展之中。就目前的情況來(lái)講，結(jié)合強(qiáng)度這個(gè)最為人們關(guān)心和擔(dān)心的問(wèn)題已不再是主要矛盾，但進(jìn)一步提高結(jié)合強(qiáng)度和其它性能指標(biāo)仍然是熱噴涂工作者今后需進(jìn)一步研究的課題之一。提高涂層質(zhì)量不是單方面的問(wèn)題，它本身就不能與工藝、材料、裝備等分開(kāi)。

材料的成份是千變?nèi)f化的，無(wú)論金屬及其合金，陶瓷和塑料，材料的發(fā)展內(nèi)容都非常豐富，新材料在不斷出現(xiàn)，特別是復(fù)合材料的發(fā)展尤為迅速。

噴涂裝備也在不斷地發(fā)展和更新。高效率的熔線式噴涂設(shè)備的出現(xiàn)使得大面積的噴涂有了實(shí)際意義，目前出現(xiàn)的一種超音速火焰噴涂槍使氣體燃焰粉末噴涂的質(zhì)量大為提高，使得等離子噴涂技術(shù)面臨挑戰(zhàn)。然而等離子噴涂設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)，以計(jì)算機(jī)控制與以機(jī)械手操作的等離子噴涂系統(tǒng)，保證了涂層的穩(wěn)定性和可靠性，而真空等離子噴涂系統(tǒng)的出現(xiàn)則使涂層的性能得到根本改善。就目前國(guó)際動(dòng)向來(lái)看，等離子噴涂的研究和發(fā)展仍然保持領(lǐng)先地位。從1983年在西德舉行的第十屆國(guó)際熱噴涂會(huì)議上發(fā)表的66篇論文看，有近半數(shù)涉及到等離子噴涂。1985年在美國(guó)舉行的第十二屆國(guó)際冶金涂層會(huì)議，共56篇論中就有38篇關(guān)系到等離子噴涂。

無(wú)論是工藝、材料和裝備的研究和發(fā)展，其目的都是為了更好地應(yīng)用。自然，隨著它們的發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更加擴(kuò)大，應(yīng)用效果也會(huì)更加顯著。