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冷噴涂的工藝原理和技術(shù)特點(diǎn)

2017-01-22 13:05:13 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：鑄造裝備分享至：

    核心提示：冷噴涂工藝對(duì)表面制備要求不高，而且對(duì)鍍件的力學(xué)或熱學(xué)特性無(wú)需顧及。鋁鍍膜表現(xiàn)出對(duì)鎂元件具有防止各種以及電腐蝕的能力。很多時(shí)候，僅在鋼緊固件周圍需要進(jìn)行電池腐蝕保護(hù)，而冷噴涂恰恰是一種對(duì)暴露鎂表面進(jìn)行局部保護(hù)的創(chuàng)新技術(shù)。

    冷噴涂是一種金屬噴涂工藝，但是它不同于傳統(tǒng)熱噴涂（超速火焰噴涂，等離子噴涂，爆炸噴涂等傳統(tǒng)熱噴涂），它不需要將噴涂的金屬粒子融化，所以噴涂基體表面產(chǎn)生的溫度不會(huì)超過(guò)150攝氏度。冷噴涂技術(shù)是在鎂合金表面上生成厚的鋁鍍膜的一種有效方法，該方法對(duì)表面制備要求不高，而且對(duì)鍍件的力學(xué)或熱學(xué)特性無(wú)需顧及。鋁鍍膜表現(xiàn)出對(duì)鎂元件具有防止各種以及電腐蝕的能力。很多時(shí)候，僅在鋼緊固件周圍需要進(jìn)行電池腐蝕保護(hù)，而冷噴涂恰恰是一種對(duì)暴露鎂表面進(jìn)行局部保護(hù)的創(chuàng)新技術(shù)。

    冷噴涂防腐是一項(xiàng)革命性技術(shù)，借助這項(xiàng)技術(shù)可直接、就地在鎂合金上生成厚的鋁鍍膜達(dá)到降低或排除常見(jiàn)或電腐蝕造成的危害。這項(xiàng)技術(shù)有望克服原有鎂合金防腐技術(shù)的缺點(diǎn)，從而有助于將鎂用于汽車的外部元件。

    冷噴涂是一項(xiàng)嶄露頭角的固態(tài)工藝。該方法可將以超聲加速的固體顆粒的動(dòng)能在撞擊到鍍件表面時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑥亩瓿梢苯鸷附印Ｔ摴に嚨脑硎牵好糠N金屬均有其特定的、與溫度相關(guān)的臨界顆粒速度，當(dāng)顆粒運(yùn)動(dòng)超過(guò)這一速度時(shí)即會(huì)焊接于鍍件之上。

    在傳統(tǒng)的熱噴涂工藝中，由于溫度較高，鍍層與鍍件材料均會(huì)被氧化、產(chǎn)生冶金形變和剩余張應(yīng)力。反之，冷噴涂工藝制成的鍍膜，孔隙度很低，而且防氧化、防相變，對(duì)多種金屬、金屬陶瓷或其他材料組合均可減少?gòu)垜?yīng)力。

    在高壓冷噴涂技術(shù)中，高壓氦或氮（350～450磅/平方英寸）用作載氣，可將噴涂材料加速到超聲速度。氣體被加熱并強(qiáng)制通過(guò)一個(gè)聚焦-發(fā)散噴頭（deLaval），該處被加速至超聲速度（大于1000米/秒）。噴涂顆粒在噴頭上游方被沿軸向注入。

    在低壓冷噴涂技術(shù)中，氮或空氣被加壓至70～15磅/平方英寸，而噴涂粉末在噴頭的發(fā)散部位的下游方沿徑向注入。低壓冷噴涂系統(tǒng)是手提式的、運(yùn)作更經(jīng)濟(jì)，顆粒速度可達(dá)800米/秒。便攜式冷噴涂機(jī)可用于鋁、銅、鋅及其他金屬組合的噴涂。便于攜帶特性使低壓冷噴涂機(jī)更適用于野外保養(yǎng)和修復(fù)。

    冷噴涂技術(shù)是在鎂合金表面上生成厚的鋁鍍膜的一種有效方法，該方法對(duì)表面制備要求不高，而且對(duì)鍍件的力學(xué)或熱學(xué)特性無(wú)需顧及。鋁鍍膜表現(xiàn)出對(duì)鎂元件具有防止各種以及電腐蝕的能力。很多時(shí)候，僅在鋼緊固件周圍需要進(jìn)行電池腐蝕保護(hù)，而冷噴涂恰恰是一種對(duì)暴露鎂表面進(jìn)行局部保護(hù)的創(chuàng)新技術(shù)。

    冷噴涂技術(shù)是相對(duì)于熱噴涂技術(shù)而言，在噴涂時(shí)，噴涂粒子以高速（500～1000m/s）撞擊基體表面，在整個(gè)過(guò)程中粒子沒(méi)有熔化，保持固體狀態(tài)，粒子發(fā)生純塑性變形聚合形成涂層。冷噴涂技術(shù)近年來(lái)在俄國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等都得到了很快的發(fā)展

    在冷噴涂過(guò)程中，由于噴涂溫度較低，發(fā)生相變的驅(qū)動(dòng)力較小，固體粒子晶粒不易長(zhǎng)大，氧化現(xiàn)象很難發(fā)生。因而適合于噴涂溫度敏感材料如納米相材料、非晶材料、氧敏感材料（如銅、鈦等）、相變敏感材料（如碳化物等）。目前納米粉末的研究越來(lái)越廣泛，其顆粒本身較小，在性能上與固體完全不同，展現(xiàn)出許多優(yōu)于本體結(jié)構(gòu)的新的特有的性質(zhì)。近年來(lái)，納米涂層制備引起了人們的興趣。研究表明由于晶粒尺寸效應(yīng)和大量晶界的存在，納米涂層具有比傳統(tǒng)涂層更優(yōu)良的性能].表面納米晶可以使材料表面（和整體）的機(jī)械和化學(xué)性能得到不同程度的改善。用傳統(tǒng)的噴涂方法噴涂到基體表面上會(huì)引起其成分、性能與結(jié)構(gòu)的變化；而用冷噴涂將會(huì)保留其基本的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，使得納米涂層的噴涂能以實(shí)現(xiàn)。