金屬噴涂:用熔融金屬的高速粒子流噴在基體表面,以產生覆層的材料保護技術。金屬噴涂的特征是:工件尺寸無上限,基體受熱一般不超過200℃,覆層與基體間的附著力可高達 7兆帕。噴涂后的表面粗糙度可降到Ra1.25微米,加工后可到Ra0.16~0.04微米。但電弧法噴出的涂層表面較差,經加工后可達到一般精密工件的水平。
噴涂的金屬材料:應用較多的金屬材料是鋅、鋁和鋁鋅合金,主要用以保護鋼鐵的大型結構件。1952年我國曾在淮南電廠的 264座35千伏輸變電塔上部噴涂鋅成功,節約了大量維修費。噴鋁比噴涂鋅更適用于在惡劣的工業氣氛和海洋大氣中工作的構件,同時還具有抗磨、抗高溫氧化和抗含硫化合物氣體腐化的性能。
應用:①用于機械修理。用電弧噴涂中碳鋼絲或彈簧鋼絲可修理磨損的曲軸及機床的傳動軸。噴涂Cr13鋼可修理大型的擠壓錘頭。在電弧噴涂后,需要用酚醛樹脂進行封閉并錘擊封閉孔隙,再進行機械加工和拋光。用電弧法噴焊耐熱和抗磨粒磨損的鎳鉻合金層,可修理大型的蒸汽加熱輥等。②用于抗強烈化學介質的機械零件。如采油用的酸化壓裂車柱塞因經常在15~28%鹽酸中工作,可用等離子炬噴涂鎳-鉻-硼-硅自熔合金。用電弧或等離子法在保護氣氛下噴涂鈦或鈦鉭層,可防止泵殼內表面以及攪拌器等受含有氯離子的氧化性酸的腐化。③用于提高機械零件的抗磨性。在普通鋼板上用等離子噴焊高鉻鑄鐵,可使煤礦輸煤機的中部槽板的使用期延長兩倍。大型飛機發動機中的成千零件,經過金屬、金屬陶瓷和難熔材料等的噴涂,大修期可從4000小時延長到16000小時。④用于改進機械零件其他摩擦性能。在鑄鐵基體上用電弧法噴鋁青銅,可代替整體鑄造的青銅件制造海上浮吊的大型推力軸承。用鉻鋼和鋼兩種線材噴涂鋁合金基體,可以制造摩托車的碟狀制動器。
噴涂設備:機械工業中常用的是電弧噴槍,適用于金屬線材噴涂?;鹧鎳姌屵m用于金屬線材以及金屬陶瓷和難熔氧化物噴涂。等離子弧噴槍和等離子噴焊適用于各類粉末的噴涂。電弧和火焰噴槍用于一般防蝕和修理,其中用于噴涂鋅和鋁的,每小時可噴出200千克以上;用于其他功能性的,如覆層要求致密、附著力要求高的,多采用大能等離子噴涂和真空大能等離子噴涂。爆涂設備的噴粒速度可達2~3倍音速,適用于金屬,特別是金屬陶瓷和難熔氧化物噴涂。
為保證獲得經濟而優良的金屬噴涂層,除適當選擇噴涂方法和噴涂材料外,噴前、噴后處理也是需要的步驟。為了提高附著力,功能性金屬噴涂前常需要進行噴粒處理,再加噴涂結合性層(鎳、鉬等),或者在待噴涂表面上車制螺紋或開槽,繼以噴粒處理或噴結合性涂層。噴后對噴涂層進行質量檢驗,并進行需要的封閉處理和相應的精加工。