冷噴涂技術(shù)是一種基于高速粒子固態(tài)沉積的涂層制備方法。它的中文別稱有很多:超音速冷噴涂,、氣體動力噴涂,、冷噴、冷氣動力噴涂,、快速噴涂,、運(yùn)動金屬化、動力噴涂和動力金屬化等等,。其基本概況是:
1,、原理
以高壓氣體作為加速介質(zhì),送入噴槍,,同時噴涂粉末經(jīng)送粉氣體送入噴槍,,經(jīng)特殊設(shè)計的噴嘴加速,形成超音速氣-固兩相流,,噴涂粒子在固態(tài)下碰撞基體,,經(jīng)過劇烈的塑形變形而沉積形成涂層。在這一過程中,,加速氣體通常進(jìn)行預(yù)熱到低于噴涂材料熔點(diǎn)的溫度以提高粒子速度與變形能力,,進(jìn)而提高沉積效率。
2,、優(yōu)點(diǎn)
不同于傳統(tǒng)熱噴涂技術(shù)固有的熔化-凝固過程,,冷噴涂過程中金屬顆粒的氧化、分解,、相變,、晶粒長大等缺陷得到避免,在制備新型涂層材料如納米、非晶等溫度敏感材料涂層方面具有明顯優(yōu)勢,;并且粒子速度高,,使得冷噴涂涂層更為致密,且涂層內(nèi)部為殘余壓應(yīng)力,,有利于制備厚涂層,。
3、應(yīng)用范圍
目前為止,,冷噴涂已能沉積大部分金屬基其合金(Cu、Ti,、Ti-6Al-4V,、MCrAlY等),以及復(fù)合涂層,,如金屬-金屬(Al-Zn,、W-Cu等)、金屬-陶瓷(Al/Ni/Cu-Al2O3,、Al-SiC等),、金屬-金屬間化合物(Al-Mg17Al12、Al-FeSiBNbCu等),、非晶(NiTiZrSiSn等),、納米結(jié)構(gòu)涂層(nano-Al、Ni,、Cu等),,甚至金屬陶瓷(WC-Co,Cr3C2-NiCr等),。
4,、延伸發(fā)展
由于冷噴涂低溫的工藝特點(diǎn),對噴涂材料無明顯熱影響,,對基體的熱影響也非常小,,因而可作為近凈成形技術(shù),直接噴涂制備塊材或零部件,。冷噴涂應(yīng)用于增材制造,,相較于激光3D打印技術(shù),具有工藝溫度低,、對材料熱影響小,、設(shè)備簡單、成本低廉的優(yōu)勢,。此外,,冷噴涂在裝備修復(fù)再制造領(lǐng)域也具有廣泛的前景,配合便攜式冷噴涂設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)失效部件的現(xiàn)場快速修復(fù),。
概括之,,冷噴涂是一種新型固態(tài)涂層制備方法,在制備高性能金屬或金屬基復(fù)合材涂層方面表現(xiàn)出突出的優(yōu)勢,。冷噴涂有望用于金屬構(gòu)件的近凈成形或增材制造,,同時也是一種新型的修復(fù)技術(shù)。