超音速喷涂在航空汽车造船等行业的应用 |
超音速喷涂、超音速等离子喷涂、燃气爆炸喷涂技术在抗腐化侵蚀 涂层中应用，可制备结合强度高（50~100MPa），孔隙率极低（〈=1.5%）的优质涂层，并获得很好的应用效果。涂层封孔剂方面的研究进展据不完全统计，我国研制成功并实施应用的达近百种。其中绝大部分用于常温、弱介质环境涂层封孔。用于恶劣（liè）工况环境的封孔剂根据资料介绍，目前已经有20多种可用于包括(bāo kuò)王水在内的介质环境涂层封孔，其中5种可在200度以上长期使用，耐温高达500度，有10种封孔剂可用于食品以及医药行业。
汽车行业的应用：为了提高汽车的性能，减少汽车的能耗和适应环保要求，热喷涂技术在汽车制造行业有了较大的发展。超音速喷涂在喷涂机喷嘴出口处产生的焰流速度一般为音速的4倍，即约1520m/s，高可高达2400m/s（具体与燃烧气体种类，混合比例，流量，粉末质量和粉末流量等有关）。粉末撞击到工件表面的速度估计为550-760m/s，与爆炸喷涂相当。超音速喷涂燃料航空煤油与助燃剂（O2）以一定的比例导入燃烧室内混合，爆炸式燃烧，因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得超音速。由于汽车工业属大工业化生产，一个成熟的工艺技术，往往形成的批量生产是很可观的。目前已形成批量产品的有同步环、活塞环，发动机（Engine）的气门挺杆以及氧(Oxygen)敏传感器探头等部件的热喷涂，其他许多部件仍在工业性试验中，或尚未形成批量生产，表2给出汽车工业零部件采用的涂层材料和工艺。
为了减轻整车质量达到降低能耗，逐步采用铝合金(alloy)取代传统金属材料(Material)，同时还要保持或提高原设计和选用材料的性能。超音速喷涂燃料航空煤油与助燃剂（O2）以一定的比例导入燃烧室内混合，爆炸式燃烧，因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得超音速。因此，在铝合金上制备不同涂层的热喷涂技术，目前正针对不同需求开展研究（research)。其次，非传统的功能性涂层，如高隔热涂层、低噪声涂层、磁性传感功能涂层、高精度抗蚀涂层、代铬涂层均有较好的应用前景。再者，等离子喷涂工艺在汽车制造工业中仍有强劲的生命力，且对其自动化、智能化、高精度、高效率要求越来越高，其原因是应适合汽车零部件生产(Produce)大批量、低成本、高质量的要求。
造船工业的应用：除了船用动力系统的排气阀，活塞(piston)环、缸套等部件按类似汽车工业的如大型船舶(释义：船只总称）的艉轴、轴承座、发电机、舵机、锚机等辅机轴，各种阀门(功能：截止、导流、稳压、分流等)密封面、泵轴套、柱塞、机械密封环等运动部件。往往由于关键（解释:比喻事物的重要组成部分)部位磨损超差，不能使用，针对部件材质、磨损形式和使用条件，采取适当涂层进行修复，经济(jīng jì)效益十分可观。航道疏浚用的挖泥船，大量零部件如泥斗、耙头、铰刀(卷名：机械工程)、铲齿、泥泵叶轮等被泥沙磨损需修复。为提高部件的耐磨损性，主要过用Ni60或Ni60+WC等硬质火焰喷焊层进行修复，较原部件提高寿命达数倍，效果十分明显。
航空发动机（Engine）的应用：航空发动机某些零部件的磨损（零部件失效的一种基本类型）问题也是十分严重的，在服役期间，有的发动机低压转子（rotor）转速5000r/min,高压转子转速15000r/min；并在极高负载和各种频率的振动下工作，从而产生各种机理的磨损，这些磨损仅靠改变基体材料是达不到要求的。据统计，1976年前发动机零部件60%因磨损而报废，采用耐磨涂层后报废率降到30%，目前采用爆炸喷涂和HVOF喷涂涂层已有50多种在航空产品零件上获得应用，如高低压压气机叶片、涡轮（Turbo）叶片、轮毂封严槽、齿轮轴、火焰筒外壁、衬套、副翼滑轨、制动装置等。目前国内开发的某新机种上，规定采用十几种热喷涂涂层（主要是耐磨涂层）数百个零件，其中四种关键的耐磨涂层必要采用结合强度好、涂层致密度（单位:g/cm3或kg/m3)高的爆炸喷涂和HVOF喷涂工艺制备。 |
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