超音速火焰(HVOF)噴涂技術的現狀及展望

超音速火焰(HVOF)噴涂工藝是在20世紀80年代初期,由美國Browning公司研制成功,并首先以JET2KOTE為商品推出的。由于其本身優異的特性,該工藝愈發受到人們的重視,世界上各發達國家均投入大量的財力對HVOF噴涂技術進行研究和開發。

超音速火焰(HVOF)噴涂制備的涂層的物理和機械性能在很大程度上取決于其顯微組織的特點,而沉積涂層的組織結構又主要取決于飛行顆粒撞擊基板時的物理和化學狀態,如速度、溫度、熔化程度和氧化程度等。因此對超音速噴涂過程中飛行顆粒的速度和溫度等狀態參數的變化過程進行深入的理論研究可以幫助我們有效地對噴涂工藝參數進行確定和優化,從而達到進一步提高涂層使用性能的目的。

在過去的十幾年中,人們對熱噴涂工藝在設計和操作方面進行優化的需求極大地促進了對HVOF基礎數學模型的研究。這些模型可以清楚地解釋超音速噴涂基本特點，噴涂過程中各種物理化學現象和不同部件內的各種動力學及熱力學行為。

比如,研究人員已經建立了相應的模型來描述HVOF噴槍內以及自由射流中氣體的熱力學及動力學行為;飛行過程中顆粒的加熱加速行為;顆粒沉積過程中的變形、凝固和顯微組織的演變行為;以及涂層的內應力、顯微組織與其各種物理、機械性能的關系等。

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