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超音速火焰喷涂简介

超音速火焰喷涂简介

HVOF 系统的发展状态
  喷涂方法与设备的发展对于涂层的制备具有重要的影响。超音速火焰喷涂是在八十年代初期,由美国 Browning 公司研制成功,并首先以 JET-KOTE 为商品推出 。经过多年的应用开发,其优点逐渐被认识和接受。由此,世界上发达国家,投入了大量的财力对 HVOF 进行研究和开发。于八十年代末九十年代初,先后又有数种 HVOF 喷涂系统研制成功,并投入市场。如金刚石射流( Diamond-Jet ) ,冲锋枪( Top-Gun ),连续爆炸喷涂( CDS, Continuous Detonation Spraying ),射流枪( J-Gun ),高速空气燃料系统( HVAF, High Velocity Air-Fuel )等。这些系统各有特点,如表 1 所示。涂层的质量在很大程度上取决于喷涂方法,但也将受到喷涂系统特点的影响。随着 HVOF 的开发与应用,各种喷涂系统也均相应地进行了不断改进与完善,为此,取代原型的新型 HVOF 喷涂系统不断涌现,如 J-K 的改进型 Jet-Kote Ⅱ ,Top-Gun 的派生型 HV-2000 型,分别由 DJ 与 J-Gun 派生的 DJ-2600 , DJ-2700 与 JP-5000 型。最近又发表了高频脉冲 HVOF 系统,通过控制可以使爆炸频率远高于传统的爆炸喷涂。

喷涂设备


  基于系统发展过程及其速度特性, Jet-Kote 被称为第一代 HVOF , JP-5000 型与 DJ-2000 系列被称为第三代 HVOF 系统。其它 HVOF 系统成为第二代 HVOF 。第一代与第二代 HVOF 具有类似的火焰速度特性,因此,涂层的沉积特性及其性能无大幅度的变化。第三代 HVOF 具有更高的速度,喷涂过程中粒子的熔化程度更有限,在喷涂过程中除了可以有效抑制 WC 的分解外,粒子在沉积过程中,将会产生明显的喷丸效应,使涂层产生压缩残余应力,可以有效地提高涂层的表观结合强度。

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  基于 HVOF 在制备金属陶瓷涂层时的特点,近年来又提出了主要依靠粒子的高速度制备涂层的新的方法,如 HVIF ( High Velocity Impact Fusion )喷涂法,冷喷涂法( Cold Spraying ),特别是冷喷工艺,由于可以制备氧化非常有限的金属涂层,受到了广泛的关注,目前发展很快。
  在国内, HVOF 喷涂技术的发展也很受关注,喷涂系统主要依赖于进口,西安交通大学焊接研究所于 1995 年初研制成功了 CH-2000 ( CH :为 Continuous Hypersonic ,或超音速的拼音的头文字) HVOF 系统,迄今使用该系统已经开展了大量的研究工作并成功的用于高性能耐磨涂层制备的应用。

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