[科普中國]-超音速火焰噴涂

超音速火焰噴涂(high-velocity oxygen-fuel)是1981年美國的Browing發(fā)明了發(fā)明的一種新型熱噴涂技術。超音速火焰噴涂(HVOF)設備的核心為噴槍，噴槍由燃燒室（使噴涂材料粒子得到充分加熱加速）、Laval噴嘴（將焰流加速到超音速）和等截面長噴管（使噴涂材料粒子得到充分加熱加速）三部分組成。

簡介超音速火焰噴涂是在八十年代初期，由美國Browning公司研制成功，并且先以JET-KOTE為商品推出[1]。經過幾年的應用開發(fā)，該方法的優(yōu)點逐漸被認識和接受。由此，世界上發(fā)達國家，投入了大量的財力對HVOF進行研究開發(fā)。于八十年代末九十年代初期，先后又有數種HVOF噴涂系統研制成功，井投入市場。如金剛石射流(Diamond-jet) ，沖鋒槍(Top-gun)，連續(xù)爆炸噴涂(CDS，Continuous detonationspraying) ，射流槍(J-gun) ，高速空氣燃料系統(HVAF，High-velocity air-fuel) 等1。

工藝流程超音速火焰噴涂工藝流程：

1.施工前的準備工作；

2.表面預處理；

3.噴涂；

4.噴涂后處理2。

工作原理工作原理：由小孔進入燃燒室的液體燃燒，如煤油，經霧化與氧氣混合后點燃，發(fā)生強烈的氣相反應，燃燒放出的熱能使產物劇烈膨脹，此膨脹氣體流經Laval噴嘴時受噴嘴的約束形成超音速高溫焰流。此焰流加熱加速噴涂材料至基體表面，形成高質量涂層2。

應用超音速火焰是利用丙烷、丙烯等碳氫系燃氣或氫氣與高壓氧氣在燃燒室內，或在特殊的噴嘴中燃燒產生的高溫、高速燃燒焰流，燃燒焰流速度可達五馬赫(1500m/s)以上。通常被稱作HVOF(High-velocityoxygen-fuel)。將粉末軸向送進該火焰，可以將噴涂粒子加熱至熔化或半熔化狀態(tài)，并加速到高達300-500m/s，甚至更高的速度，從而獲得結合強度高、致密的高質量的涂層。超音速火焰速度很高，但溫度相對較低，對于WC-Co系硬質合金，可以有效地抑制WC在噴涂過程中的分解，涂層不僅結合強度高，且致密，耐磨損性能優(yōu)越，其耐磨損性能大幅度超過等離子噴涂層，與爆炸噴涂層相當，也超過了電鍍硬鉻層、噴熔層，應用極其廣泛3。

本詞條內容貢獻者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學