电泳技术

激光熔覆与喷涂原理激光熔覆是材料表面改性技术的一种重要方法，它是利用高能密度激光束将合金材料熔覆（喷涂）在基材表面上，得到具有与基体材料完全不同成分和性能的合金层。利用激光技术可以进行表面喷涂，同样可以进行表面熔覆。两者之间的区别在于：喷涂是利用激光束将涂层材料加热至熔融状态，再由压缩气体加速喷射沉积到基材表面形成涂层；激光熔覆是将涂层材料与基材表面完全熔化的快速凝固过程，熔覆层与基体材料表面形成完全冶金结合。但激光喷涂目前应用较少。激光喷涂原理简图１—基体２—涂层３—涂层材料４—激光束焦点５—压缩气体喷嘴６—压缩气体进口７—送粉气进口８—聚焦镜保护气９—激光束１０—聚焦镜激光熔覆原理简图１—基体２—熔覆层３—激光束４—合

等离子喷焊涂层和工艺技术特点（１）涂层组织特点等离子喷焊层与基体材料在焊层与基材界面上有明显的互溶区，基材存在一定深度的热影响区，是典型的冶金结合。等离子喷焊能量集中，冷凝速度较快，喷焊层呈树枝状结晶的金相组织。喷焊层与基材间是冶金结合，一般无气孔和氧化物夹渣。喷焊层厚度范围大，最厚可达十几毫米，但喷焊层因热应力和熔池结晶过程中产生的组织应力，使高硬度材料喷焊层裂纹敏感性较强。（２）工艺特点等离子喷焊一般配有喷焊机床，自动化程度高，适于规则、大批量零件的生产。

等离子喷焊设备构成设备由整流电源、控制柜、送粉器、喷枪等组成。等离子喷焊设备构成简图（１）整流电源喷焊用的整流电源在技术性能要求上与常用的弧焊电源基本相同。对电源的性能要求及其技术参数列于表２１５。电源类型有：晶闸管整流电源、晶闸管逆变电源等。（２）喷枪等离子喷焊枪在结构上与等离子喷涂枪类似，主要区别在于喷嘴和电极的几何尺寸差别较大。喷嘴材料选用纯铜，因喷焊枪要产生柔性等离子弧，所以喷嘴压缩孔道短而粗。电极主要钨铈合金，端部为锥形，锥角略小于喷嘴的压缩角。等离子喷焊电源的性能要求及技术参数项目             

等离子喷焊等离子喷焊是采用转移型等离子弧为主要热源，在金属表面喷焊合金粉末的方法。一般采用两台整流电源，将负极并联在一起，通过电缆接至喷枪的电极，其中一台电源的正极接喷枪的喷嘴，用于产生非转移弧；另一台电源的正极接工件，用于产生转移弧。喷枪的喷嘴和电极通水冷却，采用氩气作等离子气，首先用高频火花点燃非转移弧，然后利用非转移弧在电极和工件之间造成的导电通道引燃转移弧。在建立转移弧的同时，由送粉器向喷枪输送粉末，粉末通过电弧后喷射到工件上。所以，转移弧一建立，就在工件上形成了熔池，使合金粉末在工件上熔融。随着喷枪和工件的相对移动，液态合金逐渐凝固，便形成了合金喷焊层。等离子喷焊包括喷涂和重熔两个过程，但这两个过程是同时进行的。在喷涂过程中，粉末通过弧柱的加热，一般以半熔化状态沉积

钎焊材料主要包括经过热喷涂工艺后还需进行随后的扩散热处理的涂层材料。一般来说，钎焊时，焊件是依靠熔化的钎料凝固后联结起来的。因此，钎焊接头的性能在相当程度上取决于钎料。为了保证优异的工艺性能和获得高质量的钎焊接头，钎料应满足以下几项基本要求：1）钎料应具有合适的熔点。其熔点至少应比母材的熔点低几十度。两者的熔点过于接近会使钎焊过程不容易控制，甚至导致钎焊金属晶粒长大、过烧以及局部熔化。2）钎料应具有良好的润湿性，能充分填满间隙。3）钎料与母材的扩散作用应保证制件的牢固结合。4）钎料应具有稳定和均匀的成分。5）钎料应使所得到的钎焊接头满足产品的技术要求，如力学性能、物理化学性能等。6）考虑到钎料的经济性，应尽量少含和不含稀有金属和贵重金属。钎料由于常在高温下工作，故

感应重熔１原理通过高频或中频感应，利用在工件和涂层中产生的感应电流（涡流）来加热和熔化涂层。感应电流的大小与磁场强度和磁场变化频率有关。通常，频率越高，则涡流流过物体的表面层越薄，物体的加热深度也越浅。因此感应电流的电源频率应按照加热的要求来选取，而感应设备的功率则取决于被加热体的重量、体积、比热、加热时间和温度。实际生产中，电源频率和设备功率可参照经验公式计算来确定。一般，用来感应重熔的工件尺寸较大且涂层厚度都在０８ｍｍ以上，所以大部分感应重熔采用的是中频设备。２设备组成感应重熔的设备组成是在氧乙炔火焰粉末喷涂设备的基础上再增加高频或中频感应设备。３涂层和工艺特点（１）涂层特点感应重熔对工件基体传热少，熔池冷凝速度快，晶粒生长受到抑制

热喷涂材料选择的基本原则正确的热喷涂涂层材料的选择是一个连续而复杂的过程，它应该从涂层初始设计阶段开始，直到涂层使用性能的参考结束为止。涂层设计工作者必须具有各种涂层材料的材料科学基础知识和对使用工况条件的深刻了解，还应对各种热喷涂工艺的特性及喷涂工艺过程的影响有充分的认识，才能实现最佳的涂层材料选择和设计。对涂层材料的要求是多种多样的，特别是涂层材料的功能选择原则。在此对热喷涂涂层材料的选择应该遵守的原则归纳如下：1）依据使用工况条件或设计的涂层性能指标参数，选择涂层材料的功能，首先必须满足功能要求。2）满足热喷涂工艺的需要，如线材的直径、表面质量，粉末的粒度、流动性、松装密度等。3）与基体材料有良好的性能匹配关系。

实际工作应用中，我们将热喷涂材料按种类分为线（棒）材喷涂材料、粉末喷涂材料、钎焊材料和辅助材料。热喷涂线（棒）材分为火焰喷涂用和电弧喷涂用线（棒）材。热喷涂粉末材料又分为金属及合金粉末、自熔性合金粉末、可磨耗涂层粉末、陶瓷粉末、金属陶瓷粉末、复合粉末材料。钎焊材料主要包括经过热喷涂工艺后还需进行随后的扩散热处理的涂层材料。辅助材料主要包括喷砂处理用材料、遮蔽材料和封孔材料。

氧-乙炔火焰重熔设备组成氧乙炔火焰重熔的设备组成与氧乙炔火焰粉末喷涂类似，只需增加重熔枪。辅助设备上要增加加热和缓冷装置，以便在重熔过程中能够有效地控制工件的温度。若采用一步法喷焊，只需要氧气、乙炔供给装置和喷焊枪，因而设备组成简单，移动方便。（１）喷焊枪是氧乙炔火焰重熔的主要工具。许多氧乙炔火焰粉末喷枪都具备既可喷涂又可重熔的功能，如前面介绍的ＱＴＥ７／ｈ型喷枪等。目前使用最普遍的是中小型喷焊枪，既可用于一步法喷焊，也可用于二步法喷焊。这一类喷焊枪属于射吸式，采用混合气送粉。氧气抽吸乙炔的射吸结构及氧气、乙炔流量的调节机构与普通焊炬原理一样，集中安装在手柄上。与普通焊炬不同的是增加了粉末输送装置，它由粉罐（粉斗）、送粉阀及射吸室等部分组成。当混合气进入射吸室后

爆炸喷涂人们很早就发现可以根据燃烧的激烈程度将可燃气体的燃烧过程分为：普通燃烧过程、爆燃过程、普通爆炸过程和爆轰过程。其中爆轰过程是最激烈和最不易获得的，以氧气和乙炔为例，在爆炸过程中爆炸中心的温度高达３４００℃以上，爆轰波产生的速率在１５００ｍ／ｓ以上。研究表明在一端封闭长１～２ｍ的管子中充满氧气和乙炔，在封闭端点燃该混合气体可以获得爆轰过程，同时产生爆轰波。２０世纪５０年代中期，美国联合碳化物公司首先利用该原理制备了世界上第一台爆炸喷涂设备（ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎｇｕｎ，简称Ｄｇｕｎ），用于各种零部件的涂层制备和零件修复。爆炸喷涂原理爆炸喷涂的基本原理爆炸喷涂的基本原理是利用可燃气体爆炸产生的冲击波能量，将待涂覆的粉末颗粒加速加热，轰击到基体表面形成涂