1 火焰噴涂技術(shù)的特點
與其他熱噴涂技術(shù)相比，超音速火焰噴涂技術(shù)具有更高的噴涂顆粒速度和更低的噴涂溫度的特點。這兩個特性不僅確保了由HVOF制備的耐磨涂層具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度，而且還確保了更少的熱量輸入至基材，從而防止了涂層與基材之間的界面氧化和基材變形。 。超聲速火焰流的形成原理是：由于燃燒區(qū)和液滴群中熱量的加熱和蒸發(fā)，使汽化的航空煤油與助燃?xì)怏w充分混合，然后點燃燃燒，釋放出大量的熱量并導(dǎo)致燃燒產(chǎn)物的溫度急劇上升高而劇烈的膨脹，形成高溫高壓空氣團(tuán)。空氣質(zhì)量通過拉瓦爾噴嘴加速以產(chǎn)生沖擊波，該沖擊波持續(xù)為噴涂的粉末提供熱量和動能。
1）更少的熱量輸入。與等離子噴涂和電弧噴涂等熱噴涂技術(shù)相比，HVOF的火焰溫度更低（600K-2200K可調(diào)）。較低的火焰溫度可確保涂層在噴涂過程中不會被氧化，并防止納米顆粒的生長。同時，較低的火焰溫度可防止基材變形。
2）更高的粒子速度。噴灑的顆粒通過槍管后，通常會加速到3-5馬赫錐的速度。高速粒子到達(dá)基材，與基材碰撞并變形以形成致密涂層。通常情況下，顆粒速度越高，顆粒的扁平化效果越好，粘結(jié)強(qiáng)度越高。 HVOF熱噴涂技術(shù)顆粒的飛行速度明顯優(yōu)于其他熱噴涂技術(shù)。在HVOF技術(shù)中，超音速火焰流會加速顆粒，而其他熱噴涂技術(shù)則使用壓縮氣體使顆粒到達(dá)基材表面。
3）更高的沉積效率。 與刷涂，PVD，CVD和濺射鍍膜等涂層制備技術(shù)相比，HVOF技術(shù)可以在更短的時間內(nèi)制備出滿足要求厚度的涂層，而上述其他噴涂技術(shù)通常需要數(shù)小時才能完成。 完全的。
4）噴涂限制小。 HVOF技術(shù)不僅可以在戶外噴涂大型工件，還可以噴涂小工件，噴涂厚度是可控的。
5）該技術(shù)目前的缺點主要集中在：難以噴涂復(fù)雜零件； 噴涂環(huán)境惡劣 噴涂成本太高。
2鋁基耐磨涂層的結(jié)合機(jī)理
形成耐磨涂層的過程通常包括以下過程：噴射顆粒的加熱和熔化過程，桶中液滴的加速過程，桶中液滴的飛行過程以及液滴到達(dá)表面的過程。基材的表面并與基材相互作用。材料碰撞并變形并沉積在基板上。
不同的噴涂參數(shù)和工藝決定了涂層的組合。涂層與基材的結(jié)合主要包括冶金結(jié)合，機(jī)械結(jié)合，擴(kuò)散結(jié)合和物理結(jié)合。
1）冶金結(jié)合：冶金結(jié)合是化學(xué)結(jié)合的結(jié)合，通常以兩種方式。一種是在涂層和基底之間形成過渡層化合物以實現(xiàn)粘結(jié)。另一種是在過渡層中形成固溶體以形成鍵。與其他粘結(jié)方法相比，冶金粘結(jié)具有最高的粘結(jié)強(qiáng)度。
2）機(jī)械粘接：也稱為機(jī)械鉚接。粗化處理后，高速飛散的熔融粒子飛向基板表面，并與基板碰撞。熔融顆粒在沖擊作用下變平，并散布在基材表面上。熔融顆粒在隨后的冷凝過程中收縮并咬住基板表面上的凸塊，從而形成機(jī)械結(jié)合。
3）擴(kuò)散鍵合：熔融粒子與基板劇烈碰撞后，大量的動能轉(zhuǎn)化為熱能，局部接觸點的溫度達(dá)到基板的熔點以上，發(fā)生局部熔融。顆粒中的元素和基板的元素在微熔點彼此擴(kuò)散，從而形成擴(kuò)散鍵。
4）物理組合：當(dāng)高速粒子與基板的極其清潔的表面接觸時，粒子的高速使得有可能在原子晶格常數(shù)（<0.5nm）的范圍內(nèi)飛行，即粒子充分潤濕基材，顆粒處于范德華力狀態(tài)下，在力的作用下形成物理鍵。
