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等离子喷涂技术应用

 

      等离子喷涂技术是二十世纪五十年代开发出来的一种表面处理工艺。等离子喷涂设备及工艺是采用等离子弧发生器(喷枪)将通入喷嘴内的气体(常用Ar、N和H等气体)加热和电离,形成高温高速等离子射流,熔化和雾化金属或非金属物料,并使其以高速喷射到经预处理的工件表面上形成涂层的方法(见图)。


                                                                           

等子喷涂原理示意图
等离子喷涂工艺特点
 1) 热源温度高(17000K),适用于难熔材料的喷涂
 2) 等离子射流速度大,可高达几十至几百米/秒,因此涂层与基体具有较高的结合强度,而且涂层较为致密
 3) 喷涂过程中对基体的热影响较小,可以对已成型的工件进行表面喷涂
 4) 喷涂工艺规程稳定,操作比较简便,喷涂效率较高


 等离子焰流温度分布            热喷涂涂层分布示意
 目前等离子喷涂技术用于制备热障涂层的陶瓷面层和金属过渡层。按喷涂环境不同而分类的等离子喷涂有以下几种工艺:大气等离子喷涂(APS),保护气氛(氩气)等离子喷涂(ASPS),低压(LPPS)或真空等离子喷涂(VPS)
  大气等离子喷涂法是应用最为广泛的常规喷涂方法,具有操作方便,生产效率高的特点,但涂层质量高而且涂层致密度和结合强度高。
 真空等离子喷涂法由于从根本上克服了等离子射流同环境气氛的相互作用,因此可获得与原始喷涂材料成分一致的纯净涂层,而且等离子射流速度快(240~610m/s),由此形成的涂层致密,结合强度与APS涂层相比较高。通常,MCrAlY粘结层采用LPPS或VPS工艺制备,而YSZ陶瓷层的制备则采用APS方法。

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