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腐蝕和磨損是造成材料和零部件失效的主要原因,據(jù)有關(guān)資料報導(dǎo),發(fā)達(dá)國家每年由于磨損和腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的4~5%,全世界每年生產(chǎn)的鋼材約1/10將變成鐵銹。我國每年腐蝕、磨損造成的損失已達(dá)幾千億元。所以金屬熱噴涂技術(shù)的推廣應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中顯得越來越重要。當(dāng)前,我國金屬熱噴涂技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個嶄新階段,其噴涂工藝已從氧乙炔火焰金屬粉末噴涂(焊)為主向高能、高速度先進(jìn)設(shè)備方向發(fā)展,應(yīng)用范圍已從舊修利廢為主向新產(chǎn)品預(yù)保護(hù)和強化方向發(fā)展。
腐蝕是機械部件受周圍介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用而失效的主要原因之一。它不僅使大量金屬材料受損失,從而造成的停產(chǎn)損失更難以估計,所以人們對化工防腐工作特別重視。熱噴涂層應(yīng)用于腐蝕介質(zhì)中,特別是強介質(zhì)腐蝕,以前所以未能突破,其主要原因是封孔劑未能解決。眾所周知,噴涂層是存在著孔隙的,若不進(jìn)行封孔處理,各種酸、堿、有機介質(zhì)就會浸入孔隙,使涂層脫落,影響防腐效果。根據(jù)防腐工程的要求,近期我國已研制成功了聚酯型、有機聚合物型、樹脂型、塑料型、膠黏劑型等幾十種型號的封孔劑,適用于酸、堿、鹽及有機物的腐蝕環(huán)境,使用溫度80℃~350℃。采用陶瓷涂層、氧化物涂層或金屬或合金涂層,根據(jù)不同介質(zhì),選用適當(dāng)?shù)姆饪讋言谠S多化工腐蝕介質(zhì)中應(yīng)用,效果良好。
隨著我國金屬熱噴涂技術(shù)的發(fā)展與提高,對噴涂層質(zhì)量要求也愈來愈高。國內(nèi)近年來已有多家生產(chǎn)制造氧乙炔火焰塑料粉末噴涂設(shè)備,采用該項工藝技術(shù),已在化工貯罐、管道、陶瓷行業(yè)瀘泥機板框、印染行業(yè)的導(dǎo)布輥、煤炭行業(yè)帶式運輸機鑄鐵托輪、石油行業(yè)注聚設(shè)備,以及表面裝潢等方面都得到了很好的應(yīng)用,彌補了電噴塑的不足。為塑料涂層的應(yīng)用,開辟了一個新的途徑。
近年來,有不少文獻(xiàn)報道了某些陶瓷和金屬間化合物等高溫材料。其中最受重視的應(yīng)屬MoSi2。這種材料有足夠高的熔點(Tm2030℃)、適中的比重和極好的抗高溫氧化性,工作溫度可達(dá)1700℃,是優(yōu)良的抗高溫氧化涂層。同時又耐無機酸和熔融金屬的侵蝕,作為航空、燃?xì)鉁u輪機的高溫部件涂層材料,是最新的研究熱點。
耐磨損、耐熱、抗氧化和耐腐蝕等工程技術(shù)要求,是熱噴涂涂層的主要功能。尤其是耐磨損涂層,是熱噴涂技術(shù)的優(yōu)勢所在。近年來,熱噴涂技術(shù)試圖在生物工程、超導(dǎo)和復(fù)合材料等高科技方面發(fā)揮特長,甚至嶄露頭角,進(jìn)入實用階段。
在航空和汽車工業(yè)中用工程塑料代替金屬,因重量減輕而提高效率,這是當(dāng)今材料革命的新成果,在電子工業(yè)、機械工業(yè)也有類似要求。利用熱噴涂技術(shù)實現(xiàn)這些要求,確是一條捷徑,但很多噴涂材料不能直接噴涂在塑料基體上。為此,SULZERMETCO專門研究了一種噴涂塑料基體表面的打底層粉,結(jié)合強度高、表面形態(tài)好、殘余應(yīng)力低深受市場青睞。
目前,金屬熱噴涂技術(shù)正在發(fā)展中,還有許多亟待解決的問題。然而這些問題的解決大都緊緊圍繞著提高涂層質(zhì)量這一首要要求,即主要提高涂層的結(jié)合強度和致密度,開發(fā)多種熱噴涂新設(shè)備和新材料。從未來的發(fā)展趨勢看,熱噴涂系統(tǒng)工程的研究將越來越受到人們的重視。目前許多國家都加強了對金屬熱噴涂系統(tǒng)工程的研究,即從失效分析入手,通過對表面預(yù)處理,噴涂設(shè)備、噴涂材料及噴涂工藝的優(yōu)化,制定出金屬熱噴涂實施工藝計劃。在發(fā)展過程中,技術(shù)與其他學(xué)科相互交叉滲透形成了新的表面處理工藝,例如,熱噴涂與熱處理工藝的結(jié)合出現(xiàn)了爐內(nèi)燒結(jié)重熔和高頻感應(yīng)重熔涂滲工藝;與電鍍工藝的結(jié)合產(chǎn)生鍍涂工藝和涂鍍工藝;與鑄造工藝結(jié)合出現(xiàn)了燒結(jié)噴熔和電火花燒結(jié)工藝等。采用新的能源,出現(xiàn)了激光重溶和電子束重熔等。由此可見,金屬熱噴涂技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域有待于進(jìn)一步進(jìn)行探索和開發(fā)。