正确地選擇塗層材料是确保所需塗層性能的關鍵性工(gōng)作。在選擇塗層材料時，首先要考慮工(gōng)件工(gōng)況條件和塗層需具備的性能，還要考慮工(gōng)件的材質、批量、經濟性以及拟采用的熱噴塗方法。根據塗層的功能，塗層大(dà)體(tǐ)可分(fēn)爲耐腐蝕塗層、耐磨損塗層、減摩與封嚴塗層、耐高溫熱障塗層、絕緣或導電(diàn)塗層、尺寸修複塗層等。
經表面塗層後的工(gōng)件在使甩中(zhōng)引起失效的原因往往不是單一(yī)因素引起的，所以在滿足工(gōng)況條件要求和塗層性能之間不一(yī)定存在簡單關系。應該詳細分(fēn)析工(gōng)況條件，并根據參考文獻或實驗數據對塗層結構、物(wù)理、化學、力學等性能進行綜合考慮，從而确定一(yī)種或幾種塗層材料。
耐磨損塗層是表面塗層技術的主要應用領域之一(yī)。雖然塗層硬度與耐磨損性能之間有一(yī)個粗略關系，但硬度并不能完全代表表面塗層的耐磨性。因爲不同的磨損類型對材料性能要求是不一(yī)樣的，而且在磨損的同時常伴有沖擊、腐蝕、疲勞和溫度等影響。
表面塗層材料的選擇不能盲目地追求高性能或高價格的塗層材料，造成不必要的浪費(fèi)，材料價格的高低更不能作爲選擇塗層材料好壞的标準，相反應在滿足工(gōng)作條件要求的前提下(xià)，盡可能采用價廉的塗層材料，在批量生(shēng)産時尤爲重要。例如，能用鎳基合金塗層材料就不用鑽基合金塗層材料。
在選擇表面塗層材料時，一(yī)般可按照下(xià)列步驟進行：
(1) 分(fēn)析工(gōng)況條件和零件性能，了解失效原因及對塗層性能的要求；
(2) 列出可供選擇的塗層材料；
(3) 分(fēn)析待選材料與基體(tǐ)材料的相容性及能夠采用的熱噴塗方法；
(4) 必要時進行實驗室或現場試驗；
(5) 綜合考慮使用壽命、成本和工(gōng)廠條件，确定塗層材料；
(6) 确定表面塗層方法并制定塗層工(gōng)藝。
下(xià)面簡要介紹目前常用的塗層性能，爲正确選擇噴塗工(gōng)藝提供參考。
一(yī)般地說，采用熱噴塗層的主要目的有以下(xià)幾種：(1) 耐腐蝕塗層； (2)耐磨損塗層；(3) 減摩與封嚴塗層；(4) 耐高溫熱障塗層；(5) 絕緣或導電(diàn)塗層；(6) 尺寸修複塗層等等。不同的目的應采用不同的塗層。
1 耐腐蝕塗層
耐腐蝕塗層材料的選擇比較複雜(zá)。零件的工(gōng)作狀态、工(gōng)作溫度、工(gōng)作環境和各種腐蝕介質都增加了對塗層材料的要求。腐蝕環境可能是水溶液、氣體(tǐ)或各種化學介質，還可能具有寬廣的溫度範圍。在有燃氣存在的條件下(xià)，燃燒的氣體(tǐ)或未燃燒的燃料也可能在适當的溫度下(xià)與其它物(wù)質發生(shēng)反應，形成很複雜(zá)的腐蝕環境。防腐蝕的機理基本上有三種：
(1) 排斥腐蝕環境。這主要是依賴于塗層不滲透腐蝕介質，并不與腐蝕介質發生(shēng)反應。
(2) 防止電(diàn)化學腐蝕。也就是利用基體(tǐ)金屬和塗層材料的性質，知(zhī)道它們的氧化-還原電(diàn)位，從而決定塗層對基體(tǐ)是陰極還是陽極，以及其電(diàn)極電(diàn)位如何等。塗層和基體(tǐ)材料若匹配不當就可能造成電(diàn)化學腐蝕。
(3) 抑制腐蝕作用。通過使用化學腐蝕抑制劑作爲噴塗層的密封劑可以起到某些防護作用。這種方法是多孔狀噴塗層用腐蝕抑制劑飽相或用無機密封劑填充。使用較薄的塗層就能達到完全排斥腐蝕環境的要求。在某些情況卞，耐腐蝕金屬也可以作爲防腐蝕塗層，但大(dà)多數是采用氧化物(wù)陶瓷作爲防腐蝕塗層。
耐腐蝕塗層主要有如下(xià)幾種：
(1) 耐大(dà)氣腐蝕塗層
這類塗層耐下(xià)述條件的腐蝕，金屬或合金暴露在戶外(wài)或室内的大(dà)氣中(zhōng)，但是不能浸漬在液體(tǐ)中(zhōng)，塗層在大(dà)氣中(zhōng)能抵抗風、雨、陽光和其他氣候變化條件的腐蝕。所有的質量評定都以戶外(wài)暴露獲得的結果爲依據。在戶外(wài)使用的塗層在室内也能很好地使用。
這類塗層有：
a. 耐工(gōng)業氣氛的塗層。這種塗層能承受具有煙塵或化學煙霧 (如大(dà)城市和重工(gōng)業區等) 的惡劣氣氛。
b. 耐海洋氣氛腐蝕的塗層。這種塗層能承受海洋附近或具有鹽霧條件下(xià)的腐蝕，這種氣氛中(zhōng)具有大(dà)量的鹽分(fēn)而且是潮濕的。
c. 耐農村(cūn)大(dà)氣腐蝕的塗層。農村(cūn)大(dà)氣中(zhōng)雖然沒有工(gōng)業煙霧和海洋性氣候的鹽霧，但含有少許的污染物(wù)。
(2) 耐浸漬腐蝕塗層
浸漬腐蝕是金屬或其塗層暴露在液體(tǐ)中(zhōng)并且是全部或部分(fēn)、或二者交替地受到浸漬，防腐蝕塗層必須能夠耐液面以上或液面以下(xià)環境的腐蝕。這類塗層有如下(xià)幾種：
a. 耐食用淡水的塗層。這種塗層耐淡水，并且不能改變水的化學成分(fēn)，以免不适于食用。
b. 耐非飲用淡水的塗層。這種塗層耐非飲用淡水，水溫不超52oC，PH值爲5～10。
c. 耐熱淡水塗層。這種水系非飲用水，水溫在52～204 oC，PH值爲5～10。
d. 耐鹽水腐蝕塗層。這種塗層可以全部或部分(fēn)浸在靜止的或運動的食鹽水或海水中(zhōng)。
e. 化學和食品工(gōng)業使用的塗層。這種塗層能耐諸如油、燃料和溶劑等的化學作用，并且能耐各種食品的腐蝕，但不能改變食品的化學成分(fēn)和味道。
上述兩種耐腐蝕塗層可以采用電(diàn)弧噴塗 (包括高速電(diàn)弧噴塗)或火(huǒ)焰噴塗鋅或鋁來制備。
(3) 耐化學腐蝕塗層
這類塗層能承受各種酸、堿、鹽類的溶液、蒸汽和固體(tǐ)的腐蝕。這類塗層主要是各種鐵基、鎳基和鑽基合金、自熔性合金、有色金屬，氧化物(wù)陶瓷，碳化鉻和碳化鎢等金屬陶瓷。由于熱噴塗層都有一(yī)定的孔隙率，所以，各種塗層必須進行填充密封處理。密封劑本身也必須耐化學介質的腐蝕。
2 耐磨損塗層
零件磨損通常都伴随着溫度升高，其原因或是由于摩擦引起的或是與工(gōng)作環境有關。一(yī)般情況下(xià)，耐磨塗層應用在遭受撞擊磨損的條件下(xià)或腐蝕環境中(zhōng)。因此，作爲耐磨塗層必須堅硬、不易破碎，而且具有一(yī)定的耐熱和耐化學介質腐蝕的性能。許多碳化物(wù)、氮化物(wù)、氧化物(wù)、鎳基或鑽基合金都具有這些性能。
由于使用環境、工(gōng)作溫度和磨損條件的不同，磨損的情況比較複雜(zá)，歸納起來有如下(xià)4種情況：
(1) 粘着磨損 這種耐磨塗層主要作爲軟軸承和硬軸承表面使用。
a. 軟軸承表面。這種塗層可以使潤滑劑中(zhōng)攜帶的磨料粒子嵌入塗層内，也能使軸承表面的基準線變形。軟軸承成本較低，但必須進行很好的潤滑，否則磨損速度太快。
b. 硬軸承表面。這種塗層可以用作高耐磨和硬軸承材料，能耐磨料磨損，減少劃痕和劃傷，可用于高負荷低速度的硬軸承表面上。
(2) 磨料磨損
a. 耐磨料粒子磨損的塗層。這種塗層能耐滑動表面之間的外(wài)來粒子的切削和劃槽作用，故塗層的硬度大(dà)于外(wài)來磨料粒子的硬度。在高溫下(xià)使用的塗層，其工(gōng)作溫度爲540~845oC，在低溫下(xià)使用的塗層，其工(gōng)作溫度在540 oC以下(xià)。
b. 耐硬面磨損的塗層。這種塗層能耐硬面或含有硬磨料的軟面滑動磨損。塗層需光滑以減小(xiǎo)磨損程度，還應具有适當的摩擦系數。在高溫下(xià)使用的塗層，其工(gōng)作溫度爲540~845 oC，在低溫下(xià)使用的塗層，其工(gōng)作溫度在540oC以下(xià)。在低溫使用的耐硬面磨損的塗層中(zhōng)，還包括耐纖維和紡織線磨損的塗層。
(3) 表面疲勞磨損
a. 耐定向運動磨損的塗層。這種塗層能承受在軌道上滑動、滾動或撞擊引起的磨損，并足以承受連續的撞擊磨損。
b. 耐無定向運動磨損的塗層。這種塗層能耐相互接觸的表面發生(shēng)小(xiǎo)量位移引起的振動摩擦，由于接觸摩擦系統無定向運動，塗層的磨損是很難預料的，振動是這類磨損中(zhōng)最常見的現象。這種塗層也分(fēn)爲高溫下(xià)使用和低溫下(xià)使用的兩類。
c. 耐氣蝕塗層。這種塗層能夠承受由于液體(tǐ)流的空穴造成的機械沖擊磨損，并具有韌性高、耐磨和耐腐蝕性能。
(4) 沖蝕磨損
這種塗層耐尖銳和堅硬粒子的沖蝕。這些粒子由氣體(tǐ)或液體(tǐ)傳遞并以一(yī)定速度運動。當粒子的沖蝕角度小(xiǎo)于45o時，粒子沿表面飛行而産生(shēng)磨料磨損。這時對塗層硬度的要求是主要的，當粒子的沖蝕角度大(dà)于45o時，塗層的韌性則是主要的。這種塗層也有在高溫和低溫條件下(xià)使用的兩種類型。
3 機械零件間隙控制塗層 (可磨耗密封塗層)
由氣體(tǐ)在壓力之下(xià)驅動的機器其機械效率取決于轉子的密封能力，密封能力高可以減小(xiǎo)或防止氣體(tǐ)的洩漏，因此，要求轉子與定子之間具有非常緊密的配合間隙。由于轉動零件在工(gōng)作條件下(xià)可能延伸或膨脹，而與靜止零件發生(shēng)碰撞，所以，要制造具有緊密間隙的機器是很困難的，但使用可磨耗密封層即可解決這一(yī)問題。方法是在靜止零件上噴塗一(yī)層可磨耗封嚴層，通過轉動部分(fēn)的零件，使塗層形成緊密尺寸配合的密封通道。
典型的可磨耗塗層用于噴氣發動機壓氣機匣和渦輪機匣上。塗層應有足夠厚度，以使發動機裝配時，轉子葉片和機匣之間互相搭接。當發動機啓動時，葉片頂端與塗層磨擦，磨去(qù)一(yī)些塗層，形成通道，而葉片本身不受損傷，由于塗層适應葉片徑向和軸向移動，每個葉片的頂端都能在塗層中(zhōng)獲得最佳密封。在設計可磨耗塗層時，必須解決兩個根本對立的要求，即塗層不僅是可磨耗的，而且必須耐氣流的沖刷和粒子的沖蝕。因此有必要比較塗層的可磨耗性能相抗浸蝕性能，以及耐熱性能和抗化學腐蝕性能。
4 耐高溫熱障塗層
(1) 耐高溫塗層 這類塗層能改善基體(tǐ)零件的高溫工(gōng)作條件，并能承受高溫條件下(xià)的化學或物(wù)理分(fēn)解作用或由于腐蝕造成的化學損壞。
a. 耐大(dà)氣氧化塗層。這種塗層能防止基體(tǐ)由于高溫氧化造成的損壞。塗層的熔點高于工(gōng)作溫度，在工(gōng)作溫度下(xià)具有低蒸氣壓。不要求塗層承受機械磨損。
b. 耐氣體(tǐ)腐蝕塗層。這類塗層能保護基體(tǐ)使之免于暴露在高溫腐蝕氣體(tǐ)中(zhōng)。必須考慮到氣體(tǐ)與塗層發生(shēng)反應時，要防止形成吸附氧化物(wù)，或形成易碎的成分(fēn)或穿透塗層侵蝕基體(tǐ)。不要求這種塗層具有承受機械沖擊或磨損的作用。
c. 耐高溫 (850oC以上) 沖蝕塗層。這類塗層能耐高溫同時也要能耐粒子沖蝕。在高溫下(xià)的高速粒子和高壓氣體(tǐ)形成各種惡劣環境，因此，塗層必須能承受由運動着的尖銳和堅硬的粒子所造成的沖蝕。當粒子的沖蝕角度小(xiǎo)于45o時，粒子沿表面産生(shēng)磨料磨損，故要求塗層具有高硬度；當粒子的沖蝕角度大(dà)于45o時，要求塗層具有高的韌性。
d. 熱障塗層。這類塗層具有較低的熱傳導性能，此種熱障作用可以防止基體(tǐ)材料達到其熔點，也具有轉移輻射熱的作用。
(2) 耐熔融金屬侵蝕塗層 這類塗層能承受熔融金屬的腐蝕，并對熔融金屬不發生(shēng)潤濕作用。如耐熔融的鋅、鋁、鋼和鐵、以及銅等的塗層。
5 電(diàn)絕緣或導電(diàn)塗層
熱噴塗層也可以作爲導電(diàn)體(tǐ)使用，如印刷線路和爐子加熱元件的觸點。氧化物(wù)和有機塑料的熱噴塗層可作爲電(diàn)絕緣體(tǐ)。基體(tǐ)材料的電(diàn)性能受到噴塗材料影響。噴塗材料一(yī)般應根據材料的已知(zhī)性能和它的使用狀态來選擇。
(1) 導電(diàn)塗層 這類塗層必須具有良好的導電(diàn)性能和低電(diàn)阻。
(2) 介電(diàn)塗層 這類塗層必須具有阻止電(diàn)流通過的絕緣體(tǐ)作用。擊穿塗層的強度 (通常以單位長度上的電(diàn)壓表示) 和容許的電(diàn)導是介電(diàn)強度的表征參量。
(3) 屏蔽塗層
a. 無線電(diàn)頻(pín)率屏蔽塗層。這種塗層必須能接收幹擾無線電(diàn)頻(pín)率并将其傳導到大(dà)地，能對無線電(diàn)頻(pín)率起屏蔽作用使超高頻(pín)通過。
b. 原子能屏蔽塗層。這類塗層通過阻止熱中(zhōng)子或 g 射線的通過，對射線起屏蔽作用。高原子密度的材料，如鉛和鋼能有效地屏蔽 g 射線。吸收中(zhōng)子較好的一(yī)些元素有硼、氫、锂和镉，其中(zhōng)以硼和硼化物(wù)最好，這種材料可以用熱噴塗的方法噴塗，并具有吸收熱中(zhōng)子的能力，而不産生(shēng)大(dà)量的次級強烈的 g 射線。
6 修補塗層
這些塗層可用于磨損的零件或加工(gōng)不當 (如錯誤的加工(gōng)、毛料有缺陷等)零件尺寸超差的修複，塗層應具有和基體(tǐ)材料相同的性能。零件的修複一(yī)般應先進行機械加工(gōng)，達到适當的光滑程度後再噴砂和噴塗。對塗層性能的要求主要取決于使用，例如要求耐磨、耐腐蝕、耐熱或塗層材料與基體(tǐ)相同，等等。
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