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冷噴涂技術(shù)及其展望

2016-12-29 13:21:34 作者：本網(wǎng)整理來源：東北鋼鐵貿(mào)易分享至：

    冷噴涂技術(shù)是一種基于高速粒子固態(tài)沉積的涂層制備方法。它的中文別稱有很多：超音速冷噴涂、氣體動力噴涂、冷噴、冷氣動力噴涂、快速噴涂、運動金屬化、動力噴涂和動力金屬化等等。其基本概況是：

    1、原理：

    以高壓氣體作為加速介質(zhì)，送入噴槍，同時噴涂粉末經(jīng)送粉氣體送入噴槍，經(jīng)特殊設(shè)計的噴嘴加速，形成超音速氣-固兩相流，噴涂粒子在固態(tài)下碰撞基體，經(jīng)過劇烈的塑形變形而沉積形成涂層。在這一過程中，加速氣體通常進(jìn)行預(yù)熱到低于噴涂材料熔點的溫度以提高粒子速度與變形能力，進(jìn)而提高沉積效率。

    2、優(yōu)點：

    不同于傳統(tǒng)熱噴涂技術(shù)固有的熔化-凝固過程，冷噴涂過程中金屬顆粒的氧化、分解、相變、晶粒長大等缺陷得到避免，在制備新型涂層材料如納米、非晶等溫度敏感材料涂層方面具有明顯優(yōu)勢；并且粒子速度高，使得冷噴涂涂層更為致密，且涂層內(nèi)部為殘余壓應(yīng)力，有利于制備厚涂層。

    3、應(yīng)用范圍：

    目前為止，冷噴涂已能沉積大部分金屬基其合金（Cu、Ti、Ti-6Al-4V、MCrAlY等），以及復(fù)合涂層，如金屬-金屬（Al-Zn、W-Cu等）、金屬-陶瓷（Al/Ni/Cu-Al2O3、Al-SiC等）、金屬-金屬間化合物（Al-Mg17Al12、Al-FeSiBNbCu等）、非晶（NiTiZrSiSn等）、納米結(jié)構(gòu)涂層（nano-Al、Ni、Cu等），甚至金屬陶瓷（WC-Co，Cr3C2-NiCr等）。

    4、延伸發(fā)展：

    由于冷噴涂低溫的工藝特點，對噴涂材料無明顯熱影響，對基體的熱影響也非常小，因而可作為近凈成形技術(shù)，直接噴涂制備塊材或零部件。冷噴涂應(yīng)用于增材制造，相較于激光3D打印技術(shù)，具有工藝溫度低、對材料熱影響小、設(shè)備簡單、成本低廉的優(yōu)勢。此外，冷噴涂在裝備修復(fù)再制造領(lǐng)域也具有廣泛的前景，配合便攜式冷噴涂設(shè)備，可實現(xiàn)失效部件的現(xiàn)場快速修復(fù)。

    概括之，冷噴涂是一種新型固態(tài)涂層制備方法，在制備高性能金屬或金屬基復(fù)合材涂層方面表現(xiàn)出突出的優(yōu)勢。冷噴涂有望用于金屬構(gòu)件的近凈成形或增材制造，同時也是一種新型的修復(fù)技術(shù)。