技术简介

超音速等离子热喷涂是一种材料表面强化和表面改性的技术，采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以超音速6马赫速度喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法，可以使基体表面具有耐磨、耐腐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。超音速等离子热喷涂使用的材料主要有球形氧化铝、碳化硅、氮化硼和烯碳陶瓷粉末等。

核心设备

超音速等离子热喷涂设备主要包括：

①喷枪：实际上是一个非转移弧等离子发生器，是关键的部件，其上集中了整个系统的电、气、粉、水等。

②电源：用以供给喷枪直流电。通常为全波硅整流装置。

③送粉器：用来贮存喷涂粉末并按工艺要求向喷枪输送粉末的装置。

④热交换器：主要用以使喷枪获得有效的冷却，达到使喷嘴延寿的目的。

⑤供气系统：包括工作气和送粉气的供给系统。

⑥控制框：用于对水、电、气、粉的调节和控制。

技术优势

超音速等离子热喷涂以刚性非转移型等离子电弧为热源，将工作气体加热形成高温高速的等离子射流，从而将送入射流中的粉末加热、加速、形成熔融的粒子流，高速撞击到基体表面形成涂层。

超音速等离子热喷涂是一种新型多用途的精密喷涂方法，它具有：

①超高温特性，等离子射流的温度可达上万摄氏度，便于进行高熔点材料的喷涂；

②喷射粒子的速度高，所以得到的涂层平整光滑、致密度高、孔隙率低，而且粉末沉积率很高；

③由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧化；

④操作简单，设备维护成本低，调节性能好。

与超音速火焰喷涂(HVOF)比较，超音速等离子粉末喷涂优势如下：

①喷涂用的主要工作气体采用压缩空气加少量丙烷；

②与HVOF工艺比较，效率能提高5-10倍；

③能喷涂高性能难熔材料（氧化物、碳化物、硼化物、氮化物）。发展前景

超音速等离子热喷涂超硬耐磨耐高温冶金涂层采用高能等离子处理技术，制备超硬超耐磨防腐抗冲击功能涂层材料应用于金属基体表面强化硬化修复，具有高强度、超耐磨、耐腐蚀、耐高温的作用。它可以满足国内急需的特种钢材、合金表面要求高硬度、高强度、超耐磨、耐高温、抗高能冲击技术要求，解决国内特种钢材表面超硬耐磨功能涂层材料严重依赖进口的现状。

应用领域

领域一：航空航天部件表面采用超音速等离子热喷涂超硬耐磨耐高温冶金涂层

领域二：海洋装备设备采用超音速等离子热喷涂超硬耐磨耐高温冶金涂层

领域三：选矿设备采用超音速等离子热喷涂超硬耐磨耐高温冶金涂层

领域四：热电厂、化工冶炼设备采用超音速等离子热喷涂超硬耐磨耐高温冶金涂层

领域五：机床，减速机，刹车盘等精密加工部件表面采用超音速等离子热喷涂超硬耐磨耐高温冶金涂层

领域六：石油勘探、气象勘探设备设施表面采用超音速等离子热喷涂超硬耐磨耐高温冶金涂层

领域七：金属辊表面采用超音速等离子热喷涂超硬耐磨耐高温冶金涂层

领域八：工业减速机系统，涡轮螺杆，高速轴承表面等离子超硬耐磨抗冲击涂层