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冷氣動力噴涂的優點其他與熱噴涂工藝比較，具有以下優點：１）噴涂效率高，可達３ｋｇ／ｈ，沉積效率高，沉積效率為７０％；冷噴涂涂層致密且氧化物含量低。２）對基材熱影響小，晶粒生長速度極慢（有可能維持納米組織結構），接近鍛造組織（與傳統涂層相比硬度高），具有穩定的相結構和化學成分，基本不需要遮蔽，噴涂損失小，噴束寬度可調至小于３ｍｍ。３）涂層外形與基材表面形貌保持一致，可達到高等級表面粗糙度；噴涂距離極短（可小于１０ｍｍ）。４）涂層致密，可制備高熱傳導率、高導電率涂層，冷噴涂純銅涂層的導電率是９０％，火焰噴涂層和ＨＶＯＦ噴涂層的導電率小于５０％。５）氧化物含量低，冷氣噴涂氧化物含量僅為０２％，粉末火焰噴涂的氧化物含量ＨＶＯＦ噴涂氧化物含量分別為１１％和０

冷氣動力噴涂涂層材料與基體材料的匹配性在一定的噴涂工藝參數條件下，用不同的涂層材料在相同的基體材料上或用相同的涂層材料在不同的基體材料上制備涂層，其結合強度有顯著的不同。各種不同的涂層材料在不同的基體材料上形成涂層涂層粒子變形。具有塑性的粉末粒子在一定的噴涂速度下，無論是碰撞在光滑的還是粗糙的剛性（如不銹鋼等）基體材料上，均將產生塑性變形，在基體表面上形成涂層；而具有塑性或剛性的涂層材料粒子在一定噴涂速度下，碰撞在光滑的軟（鋁、銅等）基體材料上，均將產生嵌入式或嵌入式變形，形成涂層。兩者具有不同的結合強度。不同涂層材料與基體材料配對分別用Ｎ２和Ｈｅ作工作氣體時的涂層結合強度

冷氣動力噴涂影響冷氣動力噴涂工藝的因素除臨界速度外，影響冷氣動力噴涂工藝的主要因素有氣體壓力（約３５ＭＰａ）、氣體溫度（３５０～６８０℃）、粉末材料粒度（５～４５μｍ）和噴涂距離（約１０ｍｍ）。一般來說，隨著氣體壓力的增加，臨界速度增加；氣體初始溫度的增加，碰撞界面局部溫度隨著升高；粉末材料的種類不同，粉末粒度不同、噴涂距離不同，其臨界速度也不同。Ａｌ顆粒的噴涂距離和粉末速度的關系曲線

冷氣動力噴涂臨界速度臨界速度是指噴涂粒子碰撞基體材料前能正常形成涂層的速度。當高壓氣體攜帶粉末材料經噴槍噴嘴加速后，能否形成所期望的涂層，粉末材料的飛行速度十分關鍵，是冷氣動力噴涂最重要的工藝參數。粒子碰撞基體材料前的速度，對于一定的噴涂材料存在一定的臨界速度。只有超過臨界速度的噴涂粒子才能形成涂層。根據不同的種類的材料，噴涂粒子的臨界速度一般為５００～７００ｍ／ｓ。高速金屬粒子碰撞基體后產生局部高壓以及大的塑性變形，破碎并擠出粒子和基體表面的氧化膜，使粒子與基體間達到新鮮金屬間緊密接觸。對于給定材料，臨界速度的存在意味著粒子的結合需要一定的塑性變形量。因此噴涂粒子的加速行為以及碰撞基體的變形行為是非常重要的，碰撞粒子速度對粒子與基體變形碰撞界面溫度升高影響較大。隨著噴涂粒子速度的增加，

冷氣動力噴涂設備組成 冷氣動力噴涂設備由控制裝備、噴槍、加熱器、送粉器、噴涂機械手及其他輔助裝置組成。冷氣動力噴涂系統的核心是噴槍拉瓦爾（Ｌａｖａｌｎｏｚｚｌｅ）噴嘴和加熱器。冷氣動力噴涂設備組成

冷氣動力噴涂冷氣動力噴涂技術（ＣＧＤＳ）是近期發展起來的一門新興的表面工程新技術。２０世紀８０年代中期由俄羅斯人Ａｌｋｉｍｏｖ等人偶然發現了該項技術，并且利用該項技術在不同的基體上噴涂沉積純金屬、合金和金屬陶瓷復合涂層。到了２０世紀９０年代獲得實用冷氣動力噴涂專利技術，于２０００年推出第一臺商用計算機控制的冷氣動力噴涂設備。冷氣動力噴涂技術是一項既經濟又實用的噴涂技術，可用于材料的表面涂層制備，改善和提高材料的表面性能。如：耐磨性、耐蝕性、導電性、材料的力學性能等其他功能，最終達到提高產品質量的目的。冷氣動力噴涂技術是在低溫狀態下實現涂層的沉積，涂層中形成的殘余應力低（主要是壓應力），涂層厚度可達到數毫米；對基體熱影響區小，對噴涂粉末無任何熱影響，無氧化，無污染

高速等離子噴涂主要工藝參數有研究結果表明：噴嘴孔徑和噴涂距離是影響涂層性能的兩個重要工藝參數。（１）噴嘴孔徑的影響ＰｌａｚＪｅｔ高速等離子噴涂系統配有三種型號的噴嘴。噴涂Ｃｒ２Ｏ３時高能等離子槍比普通等離子焰流長４～６倍。（２）噴涂距離的影響ＰｌａｚＪｅｔ噴涂系統粒子速度的測試結果表明，粉末粒子在距離噴嘴出口１６０～１８０ｍｍ時，速度基本達到最大，而ＰｌａｚＪｅｔ的射流長度一般為１３０～１５０ｍｍ，為避免等離子焰流對噴涂工件的傳熱，正常的噴涂距離應大于１８０ｍｍ。ＰｌａｚＪｅｔ噴涂系統噴嘴特性噴嘴型號 噴嘴孔徑／ｍｍ         形狀特征Ａ 

高速等離子噴涂涂層和工藝特點ＰｌａｚＪｅｔ高速等離子噴涂系統與普通大氣等離子噴涂相比，有以下特點：１）等離子射流集中、焰流長。由于弧柱受到長距離壓縮，使得等離子射流集中，能量密度高，噴嘴外射流長度是普通等離子的３～４倍。２）噴涂粉末加熱時間長，熔粒速度高，噴涂速率高。由于噴嘴外等離子射流的長度可達１３０ｍｍ以上，粉末在焰流中停留的時間相對較長，熔粒的飛行速度是普通等離子的２～３倍，可大幅度提高送粉量，使噴涂速率提高４～８倍。３）等離子射流功率大、溫度高、適合噴涂高熔點的金屬氧化物涂層。正常使用功率為２００ｋＷ，射流溫度達７０００℃，射流長度達１３０ｍｍ，可使高熔點粉末粒子在獲得高速度的同時得到充分的加熱而呈熔化或半熔化狀態。４）涂層結合強度高，孔隙率低，硬度

高速等離子噴涂設備組成ＰｌａｚＪｅｔ高速等離子噴涂系統的設備組成與普通等離子類似，也是由噴槍、整流電源、控制系統、熱交換系統、送粉器、水電轉接箱六部分構成。與普通等離子噴涂系統相比較其特點為：１）噴槍結構有較大變化，噴嘴陽極呈細長管形。２）由于噴槍正常使用功率為２００ｋＷ，要求熱交換系統制冷量為７０ｋＷ。３）流量控制系統：流量計耐壓可達１２ＭＰａ，流量范圍為３０～４００Ｌ／ｍｉｎ。４）空載電壓高達６００ＶＤＣ。

高速等離子噴涂２０世紀９０年代初美國的ＴＡＦＡ公司將“超聲速原理”引入等離子噴槍的設計制造中，研制成功高能等離子噴涂系統ＰｌａｚＪｅｔ。與常規大氣等離子噴涂相比，ＰｌａｚＪｅｔ的電流輸出并無太大變化，而是成倍地提高了輸出電壓，輸出功率提高了３～４倍；ＰｌａｚＪｅｔ等離子焰流速度高達２０００ｍ／ｓ，粒子速度提高了２～３倍；送粉速率最高可達１５ｋｇ／ｈ，噴涂效率為普通等離子噴涂效率的３～６倍，同時噴涂沉積率也大大提高，涂層質量明顯改善，氧化物陶瓷涂層性能接近燒結狀態。高速等離子噴涂原理大流量的等離子氣體在電極頭周圍沿徑向送入，在細長管形噴嘴通道內產生旋流。噴嘴和電極間加以很高的空載電壓（６００ＶＤＣ），通過高頻引弧裝置引燃電弧。電弧在強烈的旋渦氣流的作用下，向中心壓縮，被引出噴