| 概述熱噴涂是一項修復和預保護技術，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展與提高，對工業(yè)生產裝備以及機械零部件的使用性能要求也越來越高。整體鑄造或鍛造比較昂貴的金屬，如鈦、鎳、鈷、鎢、鋯、等造價很高而且鑄、鍛造以及焊接方法都有一定困難，于是在普通材料的工作表面，噴涂一層特殊的涂層，使其達到：防腐、耐磨、減磨、抗高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、導電、防微波輻射等一系列多種功能，使其達到節(jié)約材料，節(jié)約能源的目的。
定義熱噴涂是指采用氧—乙炔焰、電弧、等離子弧、爆炸波等提供不同熱源的噴涂裝置，產生高溫高壓焰流或超音速焰流，將要制成涂層的材料如各種金屬、陶瓷、金屬加陶瓷的復合材料、各種塑料粉末的固態(tài)噴涂材料，瞬間加熱到塑態(tài)或熔融態(tài)，高速噴涂到經過預處理(清潔粗糙)的零部件表面形成涂層的一種表面加工方法。我們把特殊的工作表面叫“涂層”，把制造涂層的工作方法叫“熱噴涂”，它是采用各種熱源進行噴涂和噴焊的總稱。
歷史熱涂技術最早于1910年由普博士發(fā)明,當時命名：“金屬噴鍍”
1943年美國METCO公司首次出版了《金屬噴鍍》手冊
1959年美國METCO公司第七次出版改名《火焰噴涂》手冊
1973年9月10—14日在英國倫敦召開第七屆有關國際熱噴涂會議，改名“金屬噴涂”
1979年9月27—10月1日在美國Florida州一著名休養(yǎng)地Miami城召開第八屆國際熱噴涂會議,就采用“熱噴涂”,這一名詞,這就是“熱噴涂”名詞的由來。
我國熱噴涂技術是從五十年代開始的,當時由吳劍春和張關寶在上海組建了國內第一個專業(yè)化噴涂廠,研制氧乙炔焰絲噴及電噴裝置，并對外開展金屬噴涂業(yè)務。我國熱噴涂技術起步較早，50年代就發(fā)展了絲材電弧噴涂；60年代某些軍工部門開始研究等離子噴涂，等離子弧焰溫度高、等離于噴涂顆粒飛行速度快，涂層結合強度也較高(40～80MPa)，孔隙率小于5%，在我國軍工部門得到廣泛應用；70年代出現(xiàn)了品種和型號較為齊全的噴涂設備和材料，但總的來說進展緩慢，只是到了近幾年才獲得了較快的發(fā)展。特別是原國家經委將熱噴涂作為國家重點推廣項目以后，發(fā)展速度更快并取得了顯著的經濟效益。1981年10月21—27日由國家經委、國家科委主持在北京召開了首屆全國熱噴涂會議，會上宣布由國家經委領導下成立了“全國熱噴涂協(xié)作組”，掛靠北京礦冶研究總院，協(xié)作組對上聯(lián)系國家經貿委，對下聯(lián)系各省市、自治區(qū)經委科技處各部門科技局，以及大中型企業(yè)、大專院校、科研單位等形成跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨部門推廣應用熱噴涂技術網(wǎng)絡體系,現(xiàn)有團體會員單位400多個。1991年國家機電部武漢材料保護研究所向國家民政部申請成立了“中國表面工程協(xié)會熱噴涂專業(yè)委員會”，是全國從事表面工程的企業(yè)及相關單位自愿組成的行業(yè)組織,現(xiàn)掛靠北京農機學院,已發(fā)展團體會員400余個及境外會員150余個。
熱噴涂(焊)比電鍍硬鉻有下列優(yōu)點
(1)對于同樣生產能力來說，鍍硬鉻和熱浸鍍的基建費用和能源費用要高得多。
(2)對于同等生產能力來說，熱噴涂所需場地只有鍍硬鉻和熱浸鍍的幾分之一。
(3)鉻的價格比其它材料貴，而且市場供應仍很緊缺，熱噴涂使用的材料廣泛，有很多材料比硬鉻更耐磨。
(4)鍍硬鉻的廢液處理費用越來越高，而熱噴涂無公害問題。
(5)鍍硬鉻只能用于導電材料和可以放入鍍槽內的工件，而熱噴涂的工件不受材質和幾何形狀限制，幾乎適用于任意大的金屬與非金屬結構件表面噴涂，也可對各種大型工件進行局部噴涂，既可在室內加工、又可在野外現(xiàn)場噴涂作業(yè)，如采用相應的工藝可在各種金屬、陶瓷、玻璃、石墨、水泥、塑料、木材等基體表面噴涂不同性能的各種金屬、陶瓷、金屬加陶瓷的復合材料，又可噴涂各種塑料粉末材料的涂層。
(6)熱噴涂層不僅可以恢復一切磨損超差機械零部件尺寸，又可以使任何金屬與非金屬材料表面復合、表面改性、表面強化、使其達到：防腐、耐磨、減磨、抗高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、導電、防微波輻射等一系列多種功能，使其達到節(jié)約材料，節(jié)約能源的目的。從而使各種機械設備、車輛零部件“益壽延年”，使報廢的零部件“起死回生”。涂層與基體結合強度≥6.5～10kg/ mm2，噴焊層與基體結合強度≥45kg /mm2，涂層硬度從15～69HRC,涂層粗糙度為Rz25～100um，涂層厚度0.3～15mm,涂層經機械加工后粗糙度可恢復到Ra0.8～0.2um，可滿足不同技術要求。
(7)與電鍍或電刷鍍工藝相比，熱噴涂的涂層沉積速率高，操作時間僅為電鍍的幾百分之一。
(8)在普通材料基體表面噴涂貴重金屬及功能材料，或選擇優(yōu)質材料噴涂產品關鍵部位，如化工不銹鋼反應釜可用碳鋼制造，工作表面噴涂不銹鋼材料，可大大節(jié)約您的設備造價，提高產品質量，延長使用壽命。
(9)各種大型關鍵設備的零部件及國外進口局部磨損無備件更換，或難以制造而且價值昂貴的零部件，采用熱噴涂修復具有簡便、可靠、快捷、可減少因停工停產給工廠造成的經濟損失。
(10)該技術具有設備簡單、投資少、成本低、見效快、效益高、用途廣的特點。
近年來，熱噴涂材料中陶瓷和塑料材料受到了重視并發(fā)展了相應的火焰噴涂裝置；應該特別指出的是，最早問世的火焰噴涂技術，在飛速發(fā)展的熱噴涂技術中，不但沒有被淘汰，而是經過不斷改進在適應各類材料的噴涂中繼續(xù)發(fā)展。各種新型噴涂材料的出現(xiàn)，進一步擴大了火焰噴涂技術的使用范圍。新型火焰噴涂槍不但可以噴涂各種金屬、陶瓷、金屬加陶瓷的復合材料、各種塑料粉末材料的涂層。盡管等離子和HVOF/HVAF超音速以及爆炸噴涂的涂層優(yōu)于常規(guī)火焰噴涂，但由于投資大、操作控制系統(tǒng)復雜、設備笨重、無法現(xiàn)場施工，應用范圍受到極大限制，在在防腐和維修市場難以推廣普及，新型火焰噴涂設備與技術和超音速電弧噴涂設備與技術在工業(yè)防腐和零件修復市場中永遠是主要技術力量。
我國熱噴涂發(fā)展現(xiàn)狀
世界的熱噴涂已有100年的歷史,中國的熱噴涂也有近五十年的歷史。特別是近二十年來，中國的熱噴涂有了較大的進步和發(fā)展，下面，就總體水平和地位、設備與材料、應用、科研與開發(fā)等方面作簡單介紹。
1.總體水平和地位據(jù)不完全統(tǒng)計，在“八五”期間(1991～1995年包括1996年)，中國熱噴涂行業(yè)總產值為3億元年左右(包括熱噴涂設備、材料、施工與技術服務、輔助設備材料等)。1996年，我國國民經濟總產值約為7.5萬億元(約為9100億美元)，熱噴涂產值約占其0.39/10000＞。
根據(jù)協(xié)會統(tǒng)計，全國熱噴涂從業(yè)人員3000人左右(不含施工隊臨時工)，從事熱噴涂工作的單位為300～350個，包括熱噴涂設備、材料、輔機、輔助材料生產廠、熱噴涂施工、技術服務單位，以及從事熱噴涂的科研、教學、開發(fā)單位和貿易公司。
熱噴涂企業(yè)仍一種小型單位(﹤30人)為主，占總數(shù)的90%以上。熱噴涂行業(yè)人均產值約為10萬元/人?年，在機械行業(yè)中屬于佼佼者(上等水平)。
據(jù)國外有關材料介紹，近幾年美國熱噴涂總產值約為20億美元，日本為800億日元，分別占其國民經濟總產值(GNP)的3.6/10000和2.3/10000。熱噴涂產值在GNP重的比值是該國熱噴涂發(fā)達與否的重要標志。中國的這個比值，僅為美國的11%，日本的17%。這說明，中國的熱噴涂仍處于發(fā)展階段，遠未達到成熟和飽和階段，也正因為如此，熱噴涂在中國的市場廣大，機遇甚多，發(fā)展前景看好。
2.熱噴涂設備與材料經過幾十年的自主開發(fā)和引進、借鑒國外先進技術，目前，中國已能開發(fā)和生產真空等離子、大氣等離子、爆炸噴涂、等離子堆焊、電弧噴涂、火焰粉末噴涂、火焰線材噴涂設備，生產金屬粉末(Ni、Co、Fe基，合計約300t/年)、陶瓷、金屬陶瓷粉末(Al2O3、Al2O3+TiO2，Cr2O3，WC—Co等，合計約200t/年)，絲材(Al、Zn、Cu、不銹鋼等，合計約1000t/年)。盡管設備總體水平仍不高，材料仍存在這樣或那樣的質量問題，但是，中國已成為世界上少數(shù)幾個能在熱噴涂設備和材料上自給自足的國家之一，基本滿足熱噴涂行業(yè)的需要。同時，約有10%的設備和材料仍需進口。
3.熱噴涂技術的應用目前，熱噴涂技術在中國已經得到比較廣泛的應用，主要的應用領域有航空、航天、鋼鐵、石化、鋼結構防腐、機械、輕工、紡織、造紙、能源、船舶等，總產值約2億元/年。我國的熱噴涂應用有以下特點：
�、艖梅秶�，在某些領域具有相當高的水平，如航空發(fā)動機(與波音合作)，退火爐爐底輥、鍍鋅導輥(鋼鐵行業(yè))、閥門(石化行業(yè))、拉絲導輥、塔輪、拉絲圈等(紡織工業(yè))、高檔玻璃模具(輕工)、氣門(汽車行業(yè))等。
�、撇捎玫墓に嚭筒牧蠌V泛，幾乎目前國際上使用的熱噴涂工藝和材料，中國都在用，如真空等離子噴涂、大氣等離子噴涂、爆炸噴涂、超音速火焰噴涂、電弧噴涂、火焰粉末噴涂、等離子堆焊、激光重熔、真空(保護氣氛)重熔等。
�、菑氖聼釃娡繎�(Job Shop)的企業(yè)以中小企業(yè)(<30人)為主，人數(shù)占總數(shù)的2/3，產值占總產值的75%以上。股份合作制企業(yè)、私人企業(yè)、集體企業(yè)占相當比重，合、獨資企業(yè)開始出現(xiàn)。
�、纫詿釃娡孔鳛樵O備、部件的維修手段比較發(fā)達，對中、小熱噴涂企業(yè)而言，一半以上的工作是針對修復。
�、煽蒲性核�、大專院校的相關專業(yè)研究室，教研室，如焊接(占大半以上)，材料、表面加工等專業(yè)，積極進入國內熱噴涂市場。我國熱噴涂的主要技術力量也在上述單位。
當前，在應用方面存在的主要問題是，規(guī)模小、水平高低不齊，缺乏統(tǒng)一管理和標準，無法形成在國內外具影響力的熱噴涂龍頭企業(yè)(如日本的Tocal、美國的Praxair、法國的SNMI等)。 |
