熱噴涂是利用對被噴涂的材料加熱與噴射的方法獲得涂層的技術。熱噴涂過去被稱之為火焰噴涂或金屬噴涂。
6．3．1
熱噴涂原理與方法比較
噴涂材料(金屬粉末、線材、陶瓷等)在噴槍中被加熱、熔化或軟化、加速后噴射到工件的基底金屬表面而形成涂層。工件表面應經過表面預處理，具備一定的表面粗糙度，噴涂粒子以熔融狀態瞬間被沖擊到基底表面后，在強大的壓縮空氣急劇冷卻作用下凝固、沉積成涂層。熱噴涂涂層與基底表面的附著為機械結合。
熱噴涂的主要方法有：火焰粉末噴涂、火焰線材噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂和超音速火焰噴涂。這幾種工藝方法的比較見表5—23。
表5—23常用的熱噴涂方法的工藝比較
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噴涂方法
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涂層材料
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熱源溫度/°C
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粒子速度(um/s)
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涂層質量
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火焰粉末噴涂
火焰線材噴涂
超音速火焰噴涂
電弧噴涂
等離子噴涂
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金屬、陶瓷、塑料
金屬線材
金屬、碳化物
金屬線材
金屬、陶瓷、碳化物
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3100
3100
2800
5500
10000
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90～150
150～240
600～900
150～400
240～540
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孔隙較多、結合強度較低
孔隙較多、結合強度較低
孔隙少、結合強度高
孔隙較多、結合強度中等
孔隙較少、結合強度較高
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在熱噴涂工藝中，熱源的溫度決定了它所能夠噴涂的材料，噴涂粒子的飛行速度決定了涂層的致密程度。相比之下，火焰噴涂的涂層的質量最差；等離子噴涂技術的應用范圍最廣，涂層質量也較高；超音速火焰噴涂的涂層質量最佳；電弧噴涂的涂層質量也相當高，但僅適用于金屬材料。
熱噴涂方法不但可以噴涂純鋅或純鋁涂層或它們的合金涂層，還可以噴涂鋅鋁合金、鋁鎂合金以及稀土鋁合金，這是采用熱浸等方法無法實現的。
在防腐蝕施工中使用最多的是鋅、鋁及其合金材料。而且，為了提高涂層的防腐蝕性能，在金屬熱噴涂涂層外，一般要進行熱噴涂涂層的后處理：加封閉涂層和面涂層，即應根據熱噴涂層的使用環境設計成復合涂層的結構，一般為熱噴涂涂層+封閉涂層+面漆。
加封閉涂層的原因是由于熱噴涂涂層具有孔隙，例如：氧_乙炔火焰線材噴涂鋁的涂層的孔隙率為5％一12％，經過封閉處理后，防止了腐蝕性介質水、氣及污物等對孔隙的滲透，從而加強了涂層的耐腐蝕性能。
后處理時所選擇的封閉涂層應具有良好的滲透性，且粘度較低，與熱噴涂涂層金屬具有較好潤濕性，從而容易滲入孔隙內。一般封閉層的種類可見表5—24。
表5—24封閉涂層的種類和使用環境
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材料類別
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封閉涂層
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施工
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適用的環境
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無機材料
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碳酸鹽
磷酸鹽
鉻酸鹽
鍶鹽等水溶液
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噴灑或刷涂
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一般大氣
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有機材料
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環氧樹脂
環氧煤瀝青
乙烯樹脂
氯化橡膠
氨基酯
不飽和聚酯
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刷涂
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較惡劣的環境、工業大氣
海洋大氣、江、河、海水、
化工介質
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耐高溫抗氧化材料
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硅樹脂+鋁粉
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刷涂
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耐550℃以下高溫
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