現代工(gōng)業對裝備零部件表面的要求越來越高,高溫、高壓、高速、重載以及腐蝕介質等苛刻條件使得零部件往往從表面開(kāi)始被破壞,而表面的破壞常導緻整個零部件失效,從而造成重大(dà)損失。表面工(gōng)程通過在零部件表面制備性能優于本體(tǐ)材料的功能薄層,能夠以較爲合理的成本大(dà)幅提高零部件表面性能。
熱噴塗是一(yī)種重要的表面工(gōng)程技術,通過火(huǒ)焰、電(diàn)弧或等離(lí)子體(tǐ)等熱源,将絲狀、棒狀或粉末材料加熱至熔化或半熔化狀态,并加速形成高速熔滴,噴向基體(tǐ)在其上形成塗層,可以對基體(tǐ)表面性能進行強化或再生(shēng),有時還可以賦予基體(tǐ)表面熱學、光學或電(diàn)學等特殊性能。
熱噴塗技術自上世紀後期進入我(wǒ)國以來,得到快速發展和廣泛應用。專利信息作爲一(yī)種承載了技術信息、法律信息和市場信息的重要信息,是學術文獻以外(wài)的重要技術資(zī)料,本文針對中(zhōng)國熱噴塗領域與相關專利做簡要分(fēn)析,以供相關人員(yuán)參考。
熱噴塗技術按照噴塗工(gōng)藝分(fēn)類,主要包括(超音速)火(huǒ)焰噴塗、電(diàn)弧噴塗、(低壓)等離(lí)子噴塗以及爆炸噴塗等,近年來還出現了冷噴塗、等離(lí)子噴塗物(wù)理氣相沉積以及液料熱噴塗等新工(gōng)藝。按照熱噴塗制備的塗層功能分(fēn)類,主要有耐磨、耐蝕、熱障和可磨耗封嚴塗層等。通過CNIPR專利數據庫,筆者共檢索到熱噴塗相關的中(zhōng)國專利申請5400餘件。
從專利申請趨勢來看,熱噴塗中(zhōng)國專利申請可以分(fēn)爲3個階段:1985年至2001年爲萌芽期,每年的申請量都在50件以下(xià),增長非常緩慢(màn);2002年至2010年爲發展期,申請量呈現逐年增長趨勢,相對于2001年的申請量平均增長率約爲11.1%;2011年至2014年爲快速增長期,相對于2010年的申請量平均增長率約爲23.5%。
從專利申請人地域來看,中(zhōng)國申請人占比約爲80.3%,其中(zhōng)申請量居前三的省份分(fēn)别爲北(běi)京(約占申請總量的12.9%)、江蘇(約12.1%)和上海(約6.3%);申請量居前三的外(wài)國申請人分(fēn)别來自美國(約7.8%)、德國(約3.8%)和日本(約3.0%)。
申請量前十的申請人分(fēn)别爲西安交通大(dà)學、北(běi)京工(gōng)業大(dà)學、北(běi)京礦冶研究總院、中(zhōng)國科學院上海矽酸鹽研究所、通用電(diàn)氣公司、中(zhōng)國人民解放(fàng)軍裝甲兵工(gōng)程學院、北(běi)京科技大(dà)學、上海交通大(dà)學、中(zhōng)國科學院金屬研究所和蕪湖鼎瀚再制造技術有限公司,以高校和科研機構爲主,國内企業較少。申請量前十的發明人分(fēn)别爲程敬卿、薛衛昌、于月光、李長久、賀定勇、劉芳、任先京、楊冠軍、邢士波和黃莉,均爲業内較爲知(zhī)名的技術專家或企業家。
從專利申請類型來看,發明專利申請約占83.0%,具有絕對優勢。申請量前三的國際專利分(fēn)類(IPC)小(xiǎo)類分(fēn)别爲C23C4(熔融态覆層材料噴鍍法,約26.7%)、C23C24(自無機粉末起始的鍍覆,約3.0%)和C04B35(以成分(fēn)爲特征的陶瓷成型制品,約2.4%)。從中(zhōng)可以看出,熱噴塗專利申請涉及到的工(gōng)藝和材料較多,涉及設備和裝置的較少,這也是發明專利申請占比較高的重要原因。
綜上,熱噴塗技術在中(zhōng)國呈現蓬勃發展的态勢,近幾年專利申請量快速增長;技術來源以國内爲主,美國、德國和日本是主要的外(wài)國技術來源;國内研究開(kāi)發單位以高校和研究機構爲主,企業需要加強技術研發投入或者加大(dà)産學研合作力度;技術領域涉及工(gōng)藝和材料較多,涉及設備和裝置較少。