冷喷涂技术及其展望

2016-12-29 13:21:34 作者：本网整理来源：东北钢铁贸易分享至：

    冷喷涂技术是一种基于高速粒子固态沉积的涂层制备方法。它的中文别称有很多：超音速冷喷涂、气体动力喷涂、冷喷、冷气动力喷涂、快速喷涂、运动金属化、动力喷涂和动力金属化等等。其基本概况是：

    1、原理：

    以高压气体作为加速介质，送入喷枪，同时喷涂粉末经送粉气体送入喷枪，经特殊设计的喷嘴加速，形成超音速气-固两相流，喷涂粒子在固态下碰撞基体，经过剧烈的塑形变形而沉积形成涂层。在这一过程中，加速气体通常进行预热到低于喷涂材料熔点的温度以提高粒子速度与变形能力，进而提高沉积效率。

    2、优点：

    不同于传统热喷涂技术固有的熔化-凝固过程，冷喷涂过程中金属颗粒的氧化、分解、相变、晶粒长大等缺陷得到避免，在制备新型涂层材料如纳米、非晶等温度敏感材料涂层方面具有明显优势；并且粒子速度高，使得冷喷涂涂层更为致密，且涂层内部为残余压应力，有利于制备厚涂层。

    3、应用范围：

    目前为止，冷喷涂已能沉积大部分金属基其合金（Cu、Ti、Ti-6Al-4V、MCrAlY等），以及复合涂层，如金属-金属（Al-Zn、W-Cu等）、金属-陶瓷（Al/Ni/Cu-Al2O3、Al-SiC等）、金属-金属间化合物（Al-Mg17Al12、Al-FeSiBNbCu等）、非晶（NiTiZrSiSn等）、纳米结构涂层（nano-Al、Ni、Cu等），甚至金属陶瓷（WC-Co，Cr3C2-NiCr等）。

    4、延伸发展：

    由于冷喷涂低温的工艺特点，对喷涂材料无明显热影响，对基体的热影响也非常小，因而可作为近净成形技术，直接喷涂制备块材或零部件。冷喷涂应用于增材制造，相较于激光3D打印技术，具有工艺温度低、对材料热影响小、设备简单、成本低廉的优势。此外，冷喷涂在装备修复再制造领域也具有广泛的前景，配合便携式冷喷涂设备，可实现失效部件的现场快速修复。

    概括之，冷喷涂是一种新型固态涂层制备方法，在制备高性能金属或金属基复合材涂层方面表现出突出的优势。冷喷涂有望用于金属构件的近净成形或增材制造，同时也是一种新型的修复技术。