热喷涂钻杆-热喷涂-开天斧机械，热喷涂厂

**音速喷涂技术发展概况

       **音速火焰喷涂包括**音速氧气火焰喷涂(HVO F: High Velocity O xy-Fuel) 和**音速空气火焰喷涂(HVA F: H igh Velocity A ir2Fuel) 两种。该技术及设备在上世纪80 年代初期首先由美国SKS 公司的B row n ing. J. A 公司研制成功， 至今已经历了3 个发展阶段[ 1 ]。一代的HVO F 喷涂系统以“JET 2KO TE”为代表， *二代**音速火焰喷涂系统以1989出现的Top-Gun， D iamondJet 和CDS (Continuous Detonation Spray gun) 为代表， *三代**音速火焰喷涂系统以JP25000 喷涂系统为代表。一、二代设备的功率偏小， 粒子速度偏低， 涂层的整体性能不够理想。*三代在设计上有了较大改进， 使粒子飞行速度大幅度提高，涂层质量显著改善。国内西安交通大学在这方面开展的研究较多[ 2 ]。

      由于HVOF系统使用气体燃料和氧气助燃剂， 故生产成本很高。例如

JP25000， 典型工艺参数需氧气流量为0. 9438 m 3?m in， 每瓶氧气只能维持5～6 min[ 3 ]。为此，热喷涂烘缸， 美国、英国、日本等国又研了HVAF系统，使用压缩空气代替价格昂贵的纯氧气做助燃气体，且喷枪采用气冷方式。除了大幅度降低成本外，喷涂温度可以控制在较低范围内，热喷涂钻杆，是热喷涂技术上的一项革新[ 4 ]。沈阳工业大学、装甲兵工程学院均已研制成功了自己的HVAF系统[ 5 ]。**音速等离子喷涂技术采用非转移型等离子弧与高速气流混合时出现的“扩展弧”得到稳定聚集的**音速等离子焰流。它保留了普通空气等离子喷涂的优点，而且喷涂速度有显著提高。1986年美国B rowningEingeering公司推出了一台**音速等离子喷枪Plaz-Jet;随后

**音速等离子喷涂的发展主要集中在喷枪射流速度的提高和送粉方式的改良方面。我国已经研制成功了**音速等离子喷涂系统的核心部件——gao效能**音速等离子喷枪(HEPJ: HighEff iciency P laz-Jet) [ 6 ]。

     电弧喷涂技术具有设备简单、生产率高、能耗低等优点，因其适合我国国情而在我国得到了长足的发展。上世纪90年代以来，*二炮兵工程学院和装甲兵工程学院的科研人员成功研制出**音速电弧喷涂技术(HVA S: H igh Velocity A rc Spray) ， 粒子速度大大**过了普通电弧喷涂的水， 达到了385. 7 m ?s， 而且设备结构简单， 易于操作， 与普通电弧喷工具有互换性，涂层结合强度和喷涂沉积效率明显提高[ 7 ]。美国U nique Coat 公司研制生产了 型等**音速活性电弧喷涂设备。冷喷涂全名冷空气动力喷涂法(CGDS: Cold Gas Dynamic Spray) ， 是一种以高速(500～1 200 m /s) 小颗粒(1～50 ǖm) 气流撞击金属或绝缘基体表面， 在整个过程中粒子没有熔化，保持固体状态， 粒子发生纯塑性变形聚合形成涂层。冷喷涂于20 世纪80年代中期，在俄罗斯科学院理论及应用力学研究所较早开发，近年来受到广泛关注，并在俄国、美国、德国等国家得到了快速发展[ 8 ]。大连理工大学等单位也在进行该技术的研究，不过还处于机理研究和探索阶段[ 9 ]。

创新是喷涂设备发展的出路

    随着社会经济的发展，国内喷涂设备发展迅猛，技术水平提升很快。但是喷涂设备生产企业的创新能力较低，能够推出自主知识产权的新技术、新产品的企业**，要促进喷涂设备技术进步和行业继续发展，就需要喷涂设备企业加大改进力度，不断创新。

    目前国内喷涂机厂家使用的喷涂机一般可以分为连续式喷涂设备和真空喷涂设备。其中连续式喷涂设备在国内市场占有率还比较高。在国产喷涂设备销售额中，热喷涂阀座，经济型喷涂设备约占50%，满足国内市场需求;普及型喷涂设备约占45%，实现规模化生产;高ji型喷涂设备约占5%，品种大大增加;经济型喷涂设备达到批量出口能力，普及型喷涂设备逐步扩大出口，高ji型喷涂设备出口取得突破。而我国喷涂设备生产企业的创新能力较低，能够推出自主知识产权的新技术、新产品的企业**，这是我国干燥技术发展缓慢的重要原因。

    据消息，根据喷涂设备发展专项规划要求，到2015年，国产喷涂设备占国内市场需求的50%以上，功能部件配套齐全，自给率达60%，有自主知识产权的系统占喷涂设备总产量的75%。 实现关键功能部件产业化，为喷涂设备产品升级奠定基础;发展高精度数字化测量仪器和刀具，为中高ji喷涂设备配套；实施高ji型喷涂设备示范工程，满足国家重点工程需求。 喷涂设备行业的发展和进步，在某种程度上改变了社会和大众对机械工业、装备制造业的看法和某些传统观念，推动社会进步。因此，推动喷涂设备前进具有重要意义，而推动喷涂设备进步就必须加大改进力度，不断创新。

    企业要成为技术创新的主体，应接与高校和科研单位以多种形式联合，使资源得到合理的配置与利用，有效地培育和发展企业的创新能力;还要继续**政策，要广泛地引进和吸收;新能力是引进不来的，要扩大技贸结合，加快自主创新。创新引进、消化、吸收、转化、自主创新一个都不能少。

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   **音速喷枪的结构特点

      较先进的HVOF系统如JP25000，热喷涂，使用安全的液体燃料、高压喷涂、吸入式送粉，设备热效率高。氧气和液体燃料被送进喷枪后部的燃烧室，并用火花塞点燃。粉末沿径向并从双孔加入内喷嘴喉管后的过度膨胀负压区，从而不需要高压送粉系统。现有**音速火焰喷涂系统之间结构上的主要差别在于:冷却方式:空气冷却和水冷却;送粉方式:轴向送粉和径向送粉;燃料种类:气体燃料(包括丙烯、丙烷、氢气或乙que)和液体燃料(包括煤油、酒精、汽油等)  喷嘴结构: L aval喷嘴及等截面长喷管结构。

HVA F喷枪的结构原理与HVO F相近，只是在燃气雾化后采用空气取代氧气与之混合助燃，燃烧室设计上要求燃烧的完善程度尽可能高、燃烧稳定性好、点火容易可靠。所以一般采用较常用的圆筒型燃烧室并使燃油通过很细的喷嘴有效雾化;燃烧室外壁预热空气时同时冷却燃烧室。装甲兵工程学院自行研制的空气**音速火焰喷枪采用圆筒形燃烧室，中心送粉、空气冷却方式，结构简单;使用液体燃料和压缩空气助燃，焰流温度较低，但粒子飞行速度高，可有效抑制涂层材料的相变、氧化和分解。HEPJ设备中等离子体发生器是其关键部件之一。

       由喷枪后枪体输入主气大流量的次级气(氮气) ，经气体旋流环作用，通过拉伐尔管型的二次喷嘴射出。而同时钨极接负极，引弧时一次喷嘴接正极，在主气中经高频引弧，正极接二次喷嘴，即在二次喷嘴内壁间产生电弧，在旋转的次级气强烈作用下，电弧被压缩在喷嘴中心并被拉长至喷嘴外缘，形成弧压高达几百伏的扩展型等离子弧，大功率的扩展弧有效地加热气体，从喷嘴中射出稳定集聚的**音速等离子射流，送入的喷涂粉末被有效地升温加速，撞击工件形成涂层。

       HVAA是一种新发展的电弧喷涂技术，它是在普通压缩空气气流的基础上，加入丙烷或者丙稀等燃气，与压缩空气混合燃烧产生焰流，并且燃气被调节成过量，使焰流具有一定的还原性。由于燃烧产生的加速作用，较终的焰流速度可高达2马赫以上。同时燃烧于丝材端部的电弧将均匀送进的丝材熔化，经**音速火焰气流将熔化的丝材雾化为粒度细小、分布均匀的粒子，通过喷嘴，喷向基体表面形成涂层。CGDS技术中，经低温预热的高压气体通过缩放喷管产生**音速气体射流，将喷涂粒子从轴向送入气体射流中加速，以固态的形式撞击基体形成涂层。通常的冷喷涂将高压气流分为两部分:一部分经电阻加热后进入喷管;另一部分加热后携带颗粒进入喷管，在喷管中定位并加速后喷向基体并堆积形成涂层。冷喷涂技术的工作气体一般为He和N 2，而He比N 2的加速的效果更好。

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