热喷涂技术
热喷涂丝材
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发布时间：
2011-11-23 00:00
各种金属和合金丝材（又称线材）是火焰丝材喷涂和电弧喷涂工艺中广泛采用的热喷涂材料。近年来，复合丝材和粉芯（药芯）复合丝材的成功开发，使热喷涂丝材已从原先单一的金属、合金丝材发展成为具有金属陶瓷和陶瓷复合等种类。尤其是纳米粉芯复合丝材的开发使热喷涂丝材种类更加丰富。
对热喷涂丝材的基本要求：材料的化学成分和热喷涂性能。丝材的热喷涂性能是指丝材的几何尺寸及公差，表面状态，延展性及强度等。
热喷涂丝材一般可分为：锌、铝及其合金丝材；铁基合金（钢铁材料）丝材；有色金属及镍基合金丝材；复合丝材等。
锌、铝合金丝材包括：
纯锌丝、纯铝丝及锌铝合金丝。主要用于钢铁构件的长效防护。
铝硅合金丝，锌锡合金丝，主要用来防腐，修复工件，电磁屏蔽等。
铁基合金丝材主要包括：碳钢喷涂丝材和不锈钢丝材。
碳钢丝材常用的有：低碳钢丝、中碳钢丝和高碳钢丝。主要用于钢铁工件的表面修复。碳素工具钢类高硬度丝材，主要用于喷涂高硬耐磨涂层。
不锈钢丝材常用的有：Cr13系列，如1Cr13，2 Cr13 和3Cr13。Cr13材料是高碳马氏体不锈钢，具有淬硬性，颗粒间结合好，主要用于电弧喷涂高硬度耐磨耐腐涂层。0Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni9Ti系列，是低碳马氏体不锈钢材料，具有优异的耐腐蚀性能。涂层内聚强度高，易切削，常用作修复使用。这类似材料还有1Cr18Mn9Ni5N，0Cr18Ni12 Mn 2Ti等。
除了以上介绍的锌、铝类材料外，有色金属丝材还包括：
- 铜及铜合金丝材。纯铜除用作导电涂层外，还用作装饰。铝青铜系列合金具有良好的耐蚀性，可用作修复。由于此涂层的抗拉强度和剪切强度都较高，在电弧喷涂中常用作粘接底层。常用的铜合金丝材还有黄铜丝（含15～23%Zn），锡青铜丝（含3.5～4.5%Sn，2.7～3.3%Zn），磷青铜丝（含6～8%Sn，0.1～0.25%P）。
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镍具有抗氧化、耐热和耐蚀性，而且韧性好，强度高。镍铬合金丝具有优异的耐热抗氧化性能；镍－铬－钛合金还具有极好的抗高温燃气腐蚀性能；镍铜合金 亦被称作“蒙乃尔”合金，具有良好的耐蚀性能。镍基合金线材的性能见下表。
常用的镍基合金丝材
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材料
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主要成分/%
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主要性能
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镍铬合金丝材
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Ni77～79，Cr19～21
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具有良好的抗氧化性能，可在1200℃的氧化气氛中工作。可作钢铁件的耐热抗氧化涂层。
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镍铜合金丝材
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Cu29，Mn1.1，Fe0.9，Ni 余
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优异的耐蚀性，可用于腐蚀环境下机械零部件的耐腐蚀涂层。
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镍铬钛合金丝材
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Cr43，Ti＜0.4，Ni余
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喷涂性能好，在400－800℃下有优异的抗硫化物、抗高温燃气腐蚀性。主要用作锅炉管道保护涂层
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镍铬铝合金丝材
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Cr15～17,Al5～7,Ni 余
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涂层结合性能好，能抗高温氧化和燃气腐蚀，可在1000℃下工作。广泛用作粘接底层。
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镍铬铁合金丝材
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Ni 60，Cr15，Fe余
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在1060℃下有很好的抗氧化性能，主要用作耐高温抗氧化涂层
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复合丝材大体包括：
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镍铝复合丝材。采用包覆法制得的镍铝复合丝材，其铝含量约5%，这是一种自粘接复合丝材。丝材在火焰或电弧焰流中达到一定温度时，镍、铝会发生铝热反应，生成镍铝金属间化合物并放出大量的热。涂层的结合性能较好。现在是电弧喷涂工艺首选的底层材料。 - 自粘接不锈钢复合丝材。采用与镍铝复合丝材相同的方法制得。结合强度高，涂层致密，具有较好的耐蚀、抗氧化和耐磨性。既可作打底层又可能作工作层使用。
- 粉芯丝材。采用包覆法制得的粉芯丝材，可将需要金属或非金属材料以粉末包入丝材。喷涂后可形成金属陶瓷复合涂层。如添加纳米材料，则能获得晶粒或晶格小于100纳米（m－9）的纳米涂层。
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