技術簡介

超音速等離子熱噴涂是一種材料表面強化和表面改性的技術，采用由直流電驅動的等離子電弧作為熱源，將陶瓷、合金、金屬等材料加熱到熔融或半熔融狀態，并以超音速6馬赫速度噴向經過預處理的工件表面而形成附著牢固的表面層的方法，可以使基體表面具有耐磨、耐腐蝕、耐高溫氧化、電絕緣、隔熱、防輻射、減磨和密封等性能。超音速等離子熱噴涂使用的材料主要有球形氧化鋁、碳化硅、氮化硼和烯碳陶瓷粉末等。

核心設備

超音速等離子熱噴涂設備主要包括：

①噴槍：實際上是一個非轉移弧等離子發生器，是關鍵的部件，其上集中了整個系統的電、氣、粉、水等。

②電源：用以供給噴槍直流電。通常為全波硅整流裝置。

③送粉器：用來貯存噴涂粉末并按工藝要求向噴槍輸送粉末的裝置。

④熱交換器：主要用以使噴槍獲得有效的冷卻，達到使噴嘴延壽的目的。

⑤供氣系統：包括工作氣和送粉氣的供給系統。

⑥控制框：用于對水、電、氣、粉的調節和控制。

技術優勢

超音速等離子熱噴涂以剛性非轉移型等離子電弧為熱源，將工作氣體加熱形成高溫高速的等離子射流，從而將送入射流中的粉末加熱、加速、形成熔融的粒子流，高速撞擊到基體表面形成涂層。

超音速等離子熱噴涂是一種新型多用途的精密噴涂方法，它具有：

①超高溫特性，等離子射流的溫度可達上萬攝氏度，便于進行高熔點材料的噴涂；

②噴射粒子的速度高，所以得到的涂層平整光滑、致密度高、孔隙率低，而且粉末沉積率很高；

③由于使用惰性氣體作為工作氣體，所以噴涂材料不易氧化；

④操作簡單，設備維護成本低，調節性能好。

與超音速火焰噴涂(HVOF)比較，超音速等離子粉末噴涂優勢如下：

①噴涂用的主要工作氣體采用壓縮空氣加少量丙烷；

②與HVOF工藝比較，效率能提高5-10倍；

③能噴涂高性能難熔材料（氧化物、碳化物、硼化物、氮化物）。發展前景

超音速等離子熱噴涂超硬耐磨耐高溫冶金涂層采用高能等離子處理技術，制備超硬超耐磨防腐抗沖擊功能涂層材料應用于金屬基體表面強化硬化修復，具有高強度、超耐磨、耐腐蝕、耐高溫的作用。它可以滿足國內急需的特種鋼材、合金表面要求高硬度、高強度、超耐磨、耐高溫、抗高能沖擊技術要求，解決國內特種鋼材表面超硬耐磨功能涂層材料嚴重依賴進口的現狀。

應用領域

領域一：航空航天部件表面采用超音速等離子熱噴涂超硬耐磨耐高溫冶金涂層

領域二：海洋裝備設備采用超音速等離子熱噴涂超硬耐磨耐高溫冶金涂層

領域三：選礦設備采用超音速等離子熱噴涂超硬耐磨耐高溫冶金涂層

領域四：熱電廠、化工冶煉設備采用超音速等離子熱噴涂超硬耐磨耐高溫冶金涂層

領域五：機床，減速機，剎車盤等精密加工部件表面采用超音速等離子熱噴涂超硬耐磨耐高溫冶金涂層

領域六：石油勘探、氣象勘探設備設施表面采用超音速等離子熱噴涂超硬耐磨耐高溫冶金涂層

領域七：金屬輥表面采用超音速等離子熱噴涂超硬耐磨耐高溫冶金涂層

領域八：工業減速機系統，渦輪螺桿，高速軸承表面等離子超硬耐磨抗沖擊涂層