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热喷涂的性能

热喷涂涂层的性能

1. 化学成分

由于涂层材料在熔化和喷射过程中,在高温下会与周围介质发生作

用生成氧化物、氮化物,以及在高温下会发生分解,因而涂层的成分与涂层材料的成分是有一定的差异的,并在一定程度上影响涂层的性能。如MCrAlY 氧化后会影响其耐蚀性,而WC-Co 经氧化和高温分解后其耐磨性会降低。通过喷涂方法的选择可以避免和减轻这一现象的发生。如采用低压等离子喷涂可大大减少涂层材料的氧化,而高速火焰喷涂则可以防止碳化物的高温分解。

2. 孔隙度

热喷涂涂层中不可避免地存在着孔隙,孔隙度的大小与颗粒的温度

和速度以及喷涂距离和喷涂角度等喷涂参数有关。一般来说,温度及速度都低的火焰喷涂和电弧喷涂涂层的孔隙度都比较高,一般达到百分之几,甚至可达百分之十几。而高温的等离子喷涂涂层及高速的超音速火焰喷涂涂层则孔隙度较低。最低可达0.5%以下。

3. 硬度

由于热喷涂涂层在形成时的激冷和高速撞击,涂层晶粒细化以及晶

格产生畸变使涂层得到强化,因而热喷涂涂层的硬度比一般材料的硬度要高一些,其大小也会因喷涂方法的不同而有所差异。

4. 结合强度

热喷涂涂层与基体的结合主要依靠与基体粗糙表面的机械咬合(抛

描效应)。基材表面的清洁程度、涂层材料的颗粒温度和颗粒撞击基体的速度以及涂层中残余应力的大小均会影响涂层与基体的结合强度,因而涂层的结合强度也与所采用的喷涂方法有关。

5. 冷热疲劳性能

对于一些在冷热循环状态下使用的工件,其涂层的抗冷热疲劳(或称

热震)性能至关重要,如若该涂层的抗热震性能不好,则工件在使用过程中便会很快开裂甚至剥落。涂层抗热震性能的好坏主要取决于涂层材料与基体材料的热膨胀系数差异的大小和涂层与基体材料结合的强弱。
 

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