再制造項(xiàng)目采用先進(jìn)的維修技術(shù)，嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量控制和準(zhǔn)確的成本核算，因此舊產(chǎn)品可以重復(fù)使用，并達(dá)到良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。再制造項(xiàng)目是高質(zhì)量，高效，節(jié)能和節(jié)省材料。環(huán)境保護(hù)是目標(biāo)，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。再制造工程基于先進(jìn)的維護(hù)技術(shù)。其中，由于其工藝靈活性，涂層質(zhì)量的可控制性和成本優(yōu)勢(shì)，熱噴涂技術(shù)在再制造方面具有廣泛的應(yīng)用。根據(jù)熱噴涂原理，沉積之前顆粒的狀態(tài)決定了涂層的性能，包括顆粒的速度，顆粒的溫度和顆粒的熔融狀態(tài)。顆粒的速度對(duì)涂層的性能有重要影響。當(dāng)顆粒撞擊基材表面時(shí)，它們會(huì)高速形成較大的脈沖。顆粒具有很強(qiáng)的可變形性，這有利于涂層的粘附性和密度的改善。超音速噴涂非常出色。涂層的性能得益于極高的粒子速度。近年來的熱門研究，冷噴涂技術(shù)完全依靠高速顆粒的動(dòng)能來形成涂層。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的原理，我們成功開發(fā)了超音速電弧噴涂技術(shù)（HVAS）和多功能超音速火焰噴涂技術(shù)（HVO / AF），可以制備高性能的金屬，合金，金屬陶瓷和無氧化物金屬涂層已在工業(yè)中廣泛使用。
電弧噴涂具有生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，工件受熱少的優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于長(zhǎng)期防腐和耐磨涂料。它在熱噴涂中占有重要地位。但是，它可與等離子噴涂和超音速火焰噴涂媲美。與普通電弧噴涂相比，涂層質(zhì)量較低，結(jié)合強(qiáng)度約為20 MPa，孔隙率為3％-10％，這限制了電弧噴涂的應(yīng)用。超音速電弧噴涂技術(shù)基于提高粒子的速度。拉瓦爾噴嘴用于改善噴槍的霧化效果，并增強(qiáng)氣流對(duì)顆粒的加速效果。將顆粒的速度提高到超音速，并制備了具有高結(jié)合強(qiáng)度，低孔隙率和低表面粗糙度的涂層，與普通電弧噴涂相比，涂層的質(zhì)量得到了極大的提高，接近于級(jí)別的等離子噴涂，全面提高了電弧噴涂層的質(zhì)量。
超音速電弧噴涂的原理是：在焊絲末端燃燒的電弧會(huì)熔化均勻喂入的焊絲，而由拉瓦爾噴嘴加速的超音速氣流會(huì)將霧化的焊絲霧化成細(xì)小且均勻的粒徑分布。將顆粒噴涂到工件上以形成涂層。與普通電弧噴涂一樣，超音速電弧噴涂是連續(xù)重復(fù)進(jìn)行的熔融霧化沉積過程，但是就霧化方法而言，超音速電弧噴涂不同于普通電弧噴涂，而普通電弧噴涂則使用亞音速霧。超音速電弧噴涂采用超音速霧化，霧化后的微粒細(xì)小均勻，速度快，有利于獲得高質(zhì)量的涂層。
2 超音速電弧噴涂在再制造中的應(yīng)用
超音速電弧噴涂層結(jié)合強(qiáng)度高、孔隙率低、 表面粗糙度低、耐磨耐蝕性能好，在工業(yè)中有廣 闊的應(yīng)用前景，特別是在長(zhǎng)效防腐和耐磨涂層方面。超音速電弧噴涂工藝靈活，在相當(dāng)大的工藝 參數(shù)范圍內(nèi)都能得到性能優(yōu)異的涂層，設(shè)備研制 成功后，獲得了廣泛的應(yīng)用。
2.1 長(zhǎng)效防腐涂層
電弧噴涂鋁、鋅涂層耐蝕性能好，對(duì)基體有 良好的保護(hù)作用。由于鋁、鋅涂層的自腐蝕電位 均低于碳鋼的自腐蝕電位，因此，鋁、鋅涂層具 有犧牲陽極的陰極保護(hù)作用，即使涂層有局部破 損，對(duì)基體仍然有良好的防護(hù)效果，此外，電弧 噴涂鎳鉻和鐵鉻鋁涂層還能有效地抗高溫腐蝕。 超音速電弧噴涂層質(zhì)量比普通電弧噴涂高，涂層 均勻致密，孔隙率低，為腐蝕的防護(hù)提供了一條 成本低、效果好的途徑，特別是橋梁、鋼鐵塔架、 水閘門、工業(yè)鍋爐等的腐蝕防護(hù)。
工業(yè)用鍋爐水冷管壁的腐蝕是個(gè)重要的經(jīng) 濟(jì)和技術(shù)問題，更換管壁和停產(chǎn)的損失相當(dāng)昂貴。 鍋爐使用過程中，工作溫度高，燃料含硫量高， 鍋爐水冷管壁由于 Fe 元素與高溫空氣中的 S 元 素反應(yīng)生成 FeS 而造成腐蝕。此外，熔渣和煤灰 對(duì)管壁有沖蝕作用，加劇管壁的腐蝕。超音速電 弧噴涂電廠水冷管壁，與普通電弧噴涂相比，制 備的涂層均勻致密，表面粗糙度低，結(jié)合強(qiáng)度高， 涂層質(zhì)量大大改善，預(yù)計(jì)防腐壽命在 5 年以上。 隨著石化工業(yè)的發(fā)展，由于各種腐蝕原因引起化 工儲(chǔ)罐、管道出現(xiàn)事故的趨勢(shì)明顯增加，不僅造 成了大量的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，而且造成了很 多人員傷亡。因此，對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行防腐與維修， 是石化工業(yè)發(fā)展中重點(diǎn)解決的難題之一。超音速 電弧噴涂石油化工廠的輕污油回收罐，大大提高 了回收罐的使用壽命，其使用壽命由原來的 3 年 提高到 8 年。
2.2 耐磨涂層
在機(jī)械零部件的表面，采用熱噴涂方法，制 備耐磨或耐磨耐蝕的涂層，對(duì)零部件進(jìn)行修復(fù)或 強(qiáng)化，是熱噴涂技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要的方面。超音速電弧噴涂制備的涂層結(jié)合強(qiáng)度高、孔隙率低， 經(jīng)車削和磨削加工后易于滿足精度和表面光潔度 要求，同時(shí)，與其它修復(fù)方法相比，其成本低廉， 為其在修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，具有較好的 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。工程機(jī)械的作業(yè)環(huán)境越來越惡劣， 其液壓系統(tǒng)柱塞往往由于超負(fù)載、液壓油污染而 出現(xiàn)粘著磨損和磨粒磨損，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)無法正 常工作。采用超音速電弧噴涂耐磨抗高溫合金涂 層對(duì)失效的柱塞進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后的柱塞不僅可 恢復(fù)使用，而且其使用壽命也原來平均 15～20 天延長(zhǎng)到平均為 45 天，使用壽命周期提高了一倍 以上，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
3 多功能超音速火焰噴涂技術(shù)
多功能超音速火焰噴涂系統(tǒng)的原理是：利用 煤油為燃料，氧氣和壓縮空氣為助燃劑，控制系 統(tǒng)將煤油和氧氣（壓縮空氣，或氧氣與壓縮空氣 的混合氣）以一定的流量輸送到噴槍，經(jīng)高性能 霧化噴嘴霧化混合成可燃混合氣后噴入噴槍燃燒 室，混合氣經(jīng)火花塞點(diǎn)火燃燒后形成高溫高壓的 燃?xì)?，通過拉伐爾噴嘴將其加速到超音速。送粉 系統(tǒng)將噴涂粉末從拉代爾噴嘴的低壓區(qū)送入超音 速射流，經(jīng)射流加溫加速后從噴槍噴出，高速噴 向工件表面沉積形成涂層。噴涂系統(tǒng)的關(guān)鍵是通 過調(diào)節(jié)進(jìn)入噴槍的煤油、助燃劑（氧氣與壓縮空 氣的混合氣體）的流量比例來調(diào)節(jié)焰流的速度和 溫度，從而控制噴涂粉末的加熱和加速，以滿足 噴涂材料的要求，制備高性能的金屬涂層，合金 涂層和氧化物陶瓷涂層。
為多功能超音速火焰噴涂系統(tǒng)的焰流圖，由圖可知，焰流集中，射 流擴(kuò)散角小，并出現(xiàn)了超音速焰流所特有的馬赫 錐，表明焰流的速度達(dá)到超音速。對(duì) WC-12Co 涂層的結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明涂層 的結(jié)合強(qiáng)度大于 70 MPa，測(cè)試時(shí)的斷裂面出現(xiàn)在 膠層，說明實(shí)際值大于測(cè)試值。
