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冷噴涂的介紹

2017-03-20 12:24:51 作者：本網(wǎng)整理來源：櫻花化研分享至：

    冷噴涂技術(shù)是在鎂合金表面上生成厚的鋁鍍膜的一種有效方法，該方法對表面制備要求不高，而且對鍍件的力學(xué)或熱學(xué)特性無需顧及。鋁鍍膜表現(xiàn)出對鎂元件具有防止各種以及電腐蝕的能力。很多時候，僅在鋼緊固件周圍需要進(jìn)行電池腐蝕保護(hù)，而冷噴涂恰恰是一種對暴露鎂表面進(jìn)行局部保護(hù)的創(chuàng)新技術(shù)。

    冷噴涂的技術(shù)特點

    冷噴涂防腐是一項革命性技術(shù)，借助這項技術(shù)可直接、就地在鎂合金上生成厚的鋁鍍膜達(dá)到降低或排除常見或電腐蝕造成的危害。這項技術(shù)有望克服原有鎂合金防腐技術(shù)的缺點，從而有助于將鎂用于汽車的外部元件。

    冷噴涂技術(shù)的的工藝原理

    冷噴涂是一項嶄露頭角的固態(tài)工藝。該方法可將以超聲加速的固體顆粒的動能在撞擊到鍍件表面時轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑥亩瓿梢苯鸷附印Ｔ摴に嚨脑硎牵好糠N金屬均有其特定的、與溫度相關(guān)的臨界顆粒速度，當(dāng)顆粒運動超過這一速度時即會焊接于鍍件之上。

    在傳統(tǒng)的熱噴涂工藝中，由于溫度較高，鍍層與鍍件材料均會被氧化、產(chǎn)生冶金形變和剩余張應(yīng)力。反之，冷噴涂工藝制成的鍍膜，孔隙度很低（<0.5%），而且防氧化、防相變，對多種金屬、金屬陶瓷或其他材料組合均可減少張應(yīng)力。

    在高壓冷噴涂技術(shù)中，高壓氦或氮（350～450磅/平方英寸）用作載氣，可將噴涂材料加速到超聲速度。氣體被加熱并強制通過一個聚焦-發(fā)散噴頭（deLaval），該處被加速至超聲速度（大于1000米/秒）。噴涂顆粒在噴頭上游方被沿軸向注入。

    在低壓冷噴涂技術(shù)中，氮或空氣被加壓至70～15磅/平方英寸，而噴涂粉末在噴頭的發(fā)散部位的下游方沿徑向注入。低壓冷噴涂系統(tǒng)是手提式的、運作更經(jīng)濟，顆粒速度可達(dá)800米/秒。便攜式冷噴涂機可用于鋁、銅、鋅及其他金屬組合的噴涂。便于攜帶特性使低壓冷噴涂機更適用于野外保養(yǎng)和修復(fù)。

    冷噴涂技術(shù)是在鎂合金表面上生成厚的鋁鍍膜的一種有效方法，該方法對表面制備要求不高，而且對鍍件的力學(xué)或熱學(xué)特性無需顧及。鋁鍍膜表現(xiàn)出對鎂元件具有防止各種以及電腐蝕的能力。很多時候，僅在鋼緊固件周圍需要進(jìn)行電池腐蝕保護(hù)，而冷噴涂恰恰是一種對暴露鎂表面進(jìn)行局部保護(hù)的創(chuàng)新技術(shù)。

    但是，為了了解和改善冷噴涂工藝有必要進(jìn)行更充分的研究，尤其是對于多種材料組合以及冷噴涂工藝本身的不斷發(fā)展創(chuàng)新，以及更佳的利用材料于未來技術(shù)，還需要進(jìn)行大量的研究工作。

    熱噴涂技術(shù)和冷噴涂技術(shù)的區(qū)別

    熱噴涂技術(shù)是把某種固體材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)并高速噴射到基體表面上形成具有希望性能的膜層，從而達(dá)到對基體表面改質(zhì)目的的表面處理技術(shù)。由于熱噴涂涂層具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)和若干微小氣孔，涂層與底材的結(jié)合一般是機械方式，其結(jié)合強度較低。在很多情況下，熱噴涂可以引起相變、部分元素的分解和揮發(fā)[1,2]以及部分元素的氧化[3,4]。

    冷噴涂技術(shù)是相對于熱噴涂技術(shù)而言，在噴涂時，噴涂粒子以高速（500～1000m/s）撞擊基體表面，在整個過程中粒子沒有熔化，保持固體狀態(tài)，粒子發(fā)生純塑性變形聚合形成涂層。冷噴涂技術(shù)近年來在俄國、美國、德國等都得到了很快的發(fā)展

    冷噴涂技術(shù)的適用材料范圍

    在冷噴涂過程中，由于噴涂溫度較低，發(fā)生相變的驅(qū)動力較小，固體粒子晶粒不易長大，氧化現(xiàn)象很難發(fā)生。因而適合于噴涂溫度敏感材料如納米相材料、非晶材料、氧敏感材料（如銅、鈦等）、相變敏感材料（如碳化物等）。目前納米粉末的研究越來越廣泛，其顆粒本身較小，在性能上與固體完全不同，展現(xiàn)出許多優(yōu)于本體結(jié)構(gòu)的新的特有的性質(zhì)。近年來，納米涂層制備引起了人們的興趣。研究表明由于晶粒尺寸效應(yīng)和大量晶界的存在，納米涂層具有比傳統(tǒng)涂層更優(yōu)良的性能]。表面納米晶可以使材料表面（和整體）的機械和化學(xué)性能得到不同程度的改善。用傳統(tǒng)的噴涂方法噴涂到基體表面上會引起其成分、性能與結(jié)構(gòu)的變化；而用冷噴涂將會保留其基本的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，使得納米涂層的噴涂能以實現(xiàn)。