1、,材料表面工程,1,材料表面工程,目录,课程简介教学目的教材与参考资料 材料与材料科学绪论,2,材料表面工程,课程简介,3,材料表面工程,材料表面工程为材料科学与工程、材料加工等专业选修 课。本课程按照表面工程的体系，较为全面系统地介绍了 表面工程的理论与技术。分类讨论了应用广泛的有发展前 景的各类现代表面技术的特点、适用范围、典型设备、工 艺措施和应用实例，并介绍一些表面分析和检测技术的内 容。本课程突出表面工程学科“综合、复合、交叉、系统”的特色，重视反映复合表面技术，调理论密切联系生产实 际，着力提高学生分析和解决表面工程问题的能力。,教学目的,4,材料表面工程,通过本课程学习:系统地掌
2、握现代表面处理技术的基本原理；能合理选择并应用这些新的表面工程技术；解决材料表面硬度、强度、耐磨性与芯部强韧性之间的矛 盾；充分发挥材料性能的潜力；延长产品使用寿命和提高产品质量。,教材及参考资料,WWW,5,材料表面工程,表面工程学作者:曾晓雁,吴懿平主编 出版社:机械工业出版社,教学事项,6,材料表面工程,特点:内容多、叙述多、学时少。环节：教材讲课作业复习,辅导考核,学习方法：着重理解教学内容，尽量避免死记硬背；内容多，每章要及时跟上消化；利用多媒体帮助加深理解；考试方式：闭卷统考。,材料：是指经过某种加工，具有一定结构、成分和性 能，并可应用于一定用途 的物质。,一般把来自采掘工业和
3、农业的劳动对象称为“原 料”，把经过工业加工的 原料成为“材料”。,哥伦比亚号航 机,7,材料表面工程,材料是人类生产和生活 所必须的物质基础。,手 锤,锉刀,“神舟”四号飞船成功返 回,国产涡喷-7涡轮喷气发动机,8,材料表面工程,2003 Brooks/Cole Publishing/Thomson Learning,9,材料表面工程,材料科学是一个 跨物理、化学等 的学科。材料科 学的核心问题是 材料的成分（Composition）、组织结构,（Structure）、工艺（Processing Technology）和 性能（Property）以及它们之间的 关系。右图为材 料科学与工程
4、四 要素。,第一章 绪论,10,材料表面工程,表面工程技术的定义 定义：表面工程是指利用各种表面处理、表面涂层 和表面改性技术作用于材料或工件的表面以获得预 想的性能。表面工程包含了从设计、选材、表面处理工 艺、表层质量控制与检测、工程应用以及失效分析 等，是一个系统工程。,表面工程技术的目的,11,材料表面工程,表面工程技术的主要目的：就是在于通过表面处理使材料表面按人们希望的 性能进行改变。具体说：表面工程技术是在不改变基体材料的 成分、不削弱基体材料的强度的条件下，通过物理手段或 化学手段赋予材料表面以特殊的性能，从而满足工程技术 上对材料提出的要求的技术。,表面工程技术的重要性,1.表
5、面技 术可以减 缓和消除 金属材料 和零部件 表面的变 化和损伤,在自然界和工程实践中，金属机器设备和零部件 需要承受各种外界负荷，并产生形式多样、程度 不一的表面变化及损伤。工程材料和零部件的表 面往往存在微观缺陷或宏观缺陷。表面缺陷和损伤处成为降低材料力学性能、耐蚀 性能及耐磨性能的发源地。使用表面技术减缓材料表面变化及损伤，掩盖表 面缺陷，可以提高材料及其零部件使用的可靠性，延长服役寿命。,12,材料表面工程,2.普通的 廉价的材 料经过表 面技术处 理后可以 获得具有 特殊功能 的表面,13,材料表面工程,使用表面技术在普通的廉价的材料表面获得某些 稀贵金属(如金、铂、钽等)和战略元素
6、(如镍、钴、铬)具有的特殊功能，从而可以节约这些金属材料。比如在Cu中加入Cr可以提高铜的耐腐蚀性能。从 Cr-Cu相图可知，用一般的冶金方法不可能产生 出Cr浓度高于1%的单相铜合金。用激光表面合金 化工艺可以在Cu表面获得原子浓度为8%、厚约 240nm的表面合金层，使耐蚀性大大提高。,表面工程技术的重要性,3.表面技 术可用于 节约能源，降低成本，改善环境,在工件表面制备具有优良性能的涂层，可以达,14,材料表面工程,到提高热效率，降低能源消耗的目的。用先进的表面技术代替污染大的一些技术，可 以改善作业环境质量。零件的磨损、腐蚀和疲劳现象发生在表面，通 过表面的修复、强化，而不必整体改变
7、材料，使材料物尽其用，可以显著地节约材料。表面工程技术可以补救加工超差废品，节约能 源和材料,表面工程技术的重要性,4.表面技 术是再制 造工程不 可缺少的 手段,再制造工程：对因磨损、腐蚀、疲劳、断裂等原 因造成的重要零部件的局部失效部位，采用先进 的表面工程技术，优质、高效、低成本、少污染 地恢复其尺寸并改善其性能的系统性的技术工作。再制造工程可以大量地节省因购置新品、库存备 件和管理以及停机等所造成的对能源、原材料和 经费的浪费，并极大地减少了环境污染及废物的 处理。,15,材料表面工程,表面工程技术的重要性,5.表面技 术在发展 新兴技术 和学术研 究中起着 不可忽视 的作用,发展新兴
8、技术需要大量具有特殊功能的材料，包 括薄膜材料和复合材料，如薄膜光电器件、导电 涂层、光电探测器、液晶显示装置、超细粉末、高纯材料、高强高韧性的结构陶瓷等。在这些方 面，现代表面技术可以发挥重大的作用。,16,材料表面工程,表面工程新技术的发展，不仅有重大的经济意 义，而且具有重大的学术价值。表面技术的开 发与完善有力地促进了材料科学、冶金学、机 械学、机械制造工艺学以及物理学、化学等基 础学科的发展。,表面工程技术的重要性,改善或赋予表面各种性能表面工程以最经济和最有效的方法改变材料表面及近表面区的形态、化学成分和组织结构，或赋予材料一种全新的表面。一方面它可有效地改善和提高材料和产品的性能
9、（耐蚀、耐磨、装饰性），确保产品使用的可靠性和安全性，延长使用寿命，节约资源和能源，减少环境污染；另一方面还可 赋予材料和器件特殊的物理和化学性能。A:节约材料：黄金奖杯镀金镀TiN薄膜化学染黄 模具：提高寿命整体合金化表面处理,17,材料表面工程,B:难加工：C:性能差：D:耐磨损：E:耐腐蚀：,纯陶瓷模具极难加工表面涂层 纯陶瓷模具韧性不足表面涂层TiN,TiC燃气轮机叶片的高温微粒流磨损 NiP世界上钢铁腐蚀报废量惊人,F:耐高温、抗氧化：Al2O3、(Ti,Al)N，发电机组，600 以上每提高10 其热效率提高15-20%左右。G:太阳能吸热器：Co-Al2O3，吸收率达95%。H:
10、氧传感器：TiO2、ZrO2，汽车尾气净化与发动机油-气控制。国外发展趋势：薄膜化、小型化。I:装饰：TiN系列：金黄桔红-粉红；茶色玻璃。其应用已经深入到我们的日常生活，无处不在。,表面工程技术的作用,表面工程技术的分类,18,材料表面工程,一、电化学方法（一）电镀如镀铜、镀镍等。（二）氧化如钢铁的发蓝处理。二、化学方法（一）化学转化膜处理 如金属表面的磷化、钝化、铬盐处理等。（二）化学镀 如化学镀镍、化学镀铜等。三、热加工方法（一）热浸镀 如热镀锌、热镀铝等。（二）热喷涂 如热喷涂锌、热喷涂涂铝等。（三）热烫印 如热烫印铝箔等。（四）化学热处理 如渗氮、渗碳等。（五）堆焊 如堆焊耐磨合金等
11、。四、真空法（一）物理气相沉积（PVD）如蒸发镀、溅射镀、离子镀等。（二）离子注入 如注硼等。（三）化学气相沉积（CVD）如气相沉积氧化硅、氮化硅等。五、其它方法主要是机械的、化学的、电化学的、物理的方法。其中的主要方法是。（一）涂装（二）冲击镀（三）激光表面处理（四）超硬膜技术（五）电泳及静电喷涂电泳,材料表面工程,按学科特点：利用外来元素与基材元素相混合，形成成分不同于基材和添加材料的表面新材料。1）表面合金化技术喷焊、堆焊、离子注入、激光熔覆、热渗镀。表面覆盖和覆膜技术不改变基材的成分，利用外加涂层或镀 层的性能使基材表面性能优化。热喷镀、电镀、化学转化处理、化学镀、气相沉积、涂装、金属
12、染色。表面组织转化激光表面淬火、电子束热处理、喷丸、滚压。,不改变材料的表面成分，只是通过改变其组织结构特性或应 力状况来改变材料的性能。,表面工程技术的分类,19,按工艺特点分,电镀、化学镀、热渗 镀、热喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、表面彩色、气相沉积、“三束”改性以及表 面热处理、形变强化 和衬里等13类,表面工程技术的分类,20,材料表面工程,基于技术特点的分类,21,材料表面工程,22,材料表面工程,陶瓷,高分子,金属材料层；陶瓷材料层；高分子材料层复合材料层金属复合材料,23,材料表面工程,基于材料的分类,表面工程技术发展概况,24,材料表面工程,25,兽形盒砚，东汉制，出土于198
13、0 年陕西临潼姜寨新石器时代墓葬 品，由石砚、盒身、盒盖三部分 组成材料表面工程,“承旋”，酒器，东汉建武年 间，现藏于北京故宫博物院,中国古代的鎏金工艺,表面工程技术源远流长,25,剑锷锋芒犀利锋能割断头发材料表面工程,春秋晚期越国青铜兵器（出土于湖北江陵楚墓）,长55.7厘米,26,材料表面工程,越王勾,27,材料表面工程,春秋战国时代的 青铜剑，剑身及 剑锋由不同成分 的青铜组成，是 复合材料很好的 例子,梯度材料古已有之,这是古代剑刃截,28,材料表面工程,日本刀的覆土烧刃,世界三大名刃之一,表面工程技术源远流长,29,1.古代的表面处理中国中心之国 两千年前，秦兵马俑已应用了渗碳、镀
14、铬技术。越王勾践，卧薪尝胆。其剑现仍锋利无比，表面处理？,传统与现代 固体渗碳气体渗碳可控气氛渗碳真空离子渗碳 火焰淬火高频淬火激光淬火电子束淬火等离子技术1928年，郎缪尔(Langmirr)发现等离子体1963年，离子镀膜技术得到应用,表面工程技术发展概况,30,材料表面工程,20世纪70年代开始使用激光和电子束进行表面淬火。激光和电子激光和电子束加热，由于能量集中，加热层薄，靠 束表面淬火自激冷却，因而淬火变形很小，无需淬火介质，有利于环境保护，便于实现自动化。激光、电子束用 于表面加热后，使表面强化技术超出热处理范畴，可以通过熔化-结晶过程，熔融合金化-结晶过程，熔化-非晶态过程，使硬
15、化层的结构与性能发生很大 变化。,31,材料表面工程,表面工程技术发展概况,PVD技术由最初的真空蒸镀，到1963年的离子镀 技术的应用，70年代末由于磁控溅射的出现，使 溅射技术有了新的突破。磁控溅射得到迅速的推 广应用。在环境保护方面，磁控溅射优于一些湿 法电镀工艺。,物理气 相沉积,32,材料表面工程,表面工程技术发展概况,CVD技术用于金属表面硬化，始于20世纪50年代初，最早的应用是在钢上涂覆TiC，后来沉积在模具钢和 高速钢上。由于CVD技术的化学反应温度过高，而使 其应用范围受到了限制。后来相继开发了MTCVD法(中温化学气相沉积)、PCVD法(等离子体增强化学气 相沉积)、LC
16、VD法(激光化学气相沉积)等技术。,化学气 相沉积,33,材料表面工程,表面工程技术发展概况,1983年 表面工程的概念被首次提出1986年 国际热处理联合会更名为国际热处理与 表面工程联合会,34,材料表面工程,1987年,1988年,中国机械工程学会表面工程研究所成立表面工程杂志创刊，后更名为中,国表面工程2000年全国焊接学会原“堆焊与热喷涂专业委 员会”正式更名为“堆焊及表面工程专业委员会”。,表面工程形成一门独立的学科,材料表面工程是一门新兴的边缘学科,材料表面工程是一门很新的边缘学科，它不但涉 及到诸如表面物理学 表面化学 金属学陶瓷、高分子学 传热学传质学等多个学科的理论，而且其
17、本身也融入了诸多学科的新技术。,35,材料表面工程,第三章热喷涂技术,定义：热喷涂是将喷涂材料加热到熔融或半熔融 状态，用高速气流将其雾化、加速，使其高速 喷射到工件表面形成具有特殊性能的涂层。,36,材料表面工程,热喷涂TiC,37,材料表面工程,第一节热喷涂的原理及分类,1.1 热喷涂的基本 原理一、基本过程加热、加速、熔化（颗粒状）雾化（10-100 m），再加速-形成高速粒子流。熔融与半熔融的高 速粒子流撞击到基 材，变形、凝固，形成涂层。,38,材料表面工程,涂层的形成,39,材料表面工程,二、涂层与基体间的结合强度机械结合：高速粒子撞击粒子微变形咬合 可见，表面粗化有利于结合强度提
18、高。金属键结合：当颗粒与基体表面达到原子间距时，会产生 金属键结合。-理论上的确存在，实际上作用极小微扩散结合：高速、高温、熔融或半熔融的粒子撞击到基体 表面，在界面上会造成微小的扩散，使结合力增加。但，此结合力贡献不大，因为基体温度只有200左右。机械结合-为主,40,材料表面工程,金属键结合很小 微扩散结合很小,一般而言，热喷涂涂层结合强度较低！只相当于其母体材料的530%。,4 冶金结合：Ni-Al粉，T=660时自反应放热基体表面T形成冶金结合结合力最好。特指中间过渡层！总之，热喷涂涂层结合力，但工艺简单。,1.2 热喷涂涂层的质量及影响因素,一、热喷涂涂层常见的缺陷及预防措施涂层剥落
19、原因：冷却时涂层与基体收 缩不一致，涂层中产生拉应力。结合强度低于涂层拉 应力时，剥落。措施：工件表面-清洁、粗糙 喷涂颗粒速度、T 工件预热-涂层应力 涂层保护点在工件边缘预置小槽，或堆焊一周。,41,材料表面工程,裂纹原因：同上，涂层中拉应力小于膜基结合强度而又大于涂层的 抗 拉强度时，涂层开裂。措施：每次喷涂，薄而均匀(0.15mm)。太厚，收缩应力 涂层T不要太高，否则收缩应力(矛盾！因T，结合力，涂层易剥落。)工件预热，缓慢冷却，收缩应力多孔疏松 原因：孔隙率：2-20%。-是喷涂难题之一措施：粉末T，全熔最好但应力又垂直喷射事实上不可能,42,材料表面工程,二、影响热喷涂涂层质量的
20、主要因素喷涂工艺的影响工艺方法：,43,材料表面工程,粉体在加热介质中的运行时间t-t，T粉体在加速介质中的运行时间t-t，v、都取决于工件与喷嘴间的距离s，,总而言之，喷涂工艺问题就是T、v问题,2.喷涂材料的影响材料成分-决定材料的热扩散系数DrDmax=3.65(Drt)1/2其中Dmax为粉末在喷涂过程中能达到距表面90%深度处于 熔融状态（半熔融）时的最大直径；t为加热时间显然，若粉末直径相同时，Dmax越大，粉末熔融程度越高。几种典型材料的Dr及Dmax,44,材料表面工程,显然，TaC最易喷涂-实际上仍是Dr所决定 材料的粒径：D-T、v-结合力，涂层质量D太小-价格，且易被气流
21、带走。,1.3 热喷涂技术的特点,45,材料表面工程,可在各种基体上制备各种材质的涂层：金属、陶瓷、金属陶瓷以 及工程塑料等都可用作热喷涂的材料；几乎所有固体材料都可以 作为热喷涂的基材。基体温度低：基材温度一般在30200之间，因此变形小。操作灵活：可喷涂各种规格和形状的物体，特别适合于大面积涂 层，并可在野外作业。涂层厚度可控,范围宽：从几十微米到几毫米的涂层都能制备。喷涂效率高、成本低：生产效率为每小时数公斤到数十公斤。局限性：主要体现在热效率低，材料利用率低、浪费大和涂层与 基材结合强度较低三个方面。尽管如此，热喷涂技术仍然以其独特的优点获得了广泛的应用。,1.4 热喷涂的一般工艺流程
22、,一、表面预处理去油、脱脂、除锈、去尘-结合力 二、表面粗化喷砂-增大接触面积开槽-增加结合点结合力 三、预热微扩散，热应力-结合力除去表面冷凝物、潮气-气孔率 四、喷涂喷底层(Ni包Al，Al包Ni)-粗化，结合力 喷涂层-0.15-0.2mm/次，总厚度2mm五、封孔工件加热到95，涂上石蜡-防腐蚀,表面预处理,表面粗化,预热,喷涂,封孔,46,材料表面工程,热喷涂基体表面预处理,47,材料表面工程,基体金属表面的预处理状况，决定着热喷涂涂层与基体 的结合性能，因此对其使用寿命有决定性的影响。表面预处理包括表面净化，除去金属表面的油脂、其他 污物、锈、氧化皮、旧涂层、焊接熔粒，以及对表面的
23、 粗化处理。喷砂、车螺纹、滚花和电拉毛。,涂层后处理和 后加工,48,材料表面工程,涂层后处理包括后热处理（重熔处理和扩散处理）及 封孔处理。涂层后加工包括切削和磨削，切削热喷涂涂层较好的 刀具有以下3类：（1）添加碳化钽、碳化铌的超细晶 粒硬质合金；（2）陶瓷刀具材料；（3）立方氮化硼（CBN）。热喷涂涂层的精加工通常采用磨削方法，因为它可以 获得更高的精度与更好的表面粗糙度。,第二节典型热喷涂简介,常用热喷涂的工艺分类,49,材料表面工程,2.1火焰喷涂,50,材料表面工程,火焰喷涂的基本原理是通过乙炔、氧气喷嘴出 口处产生的火焰，将线材（棒材）或粉末材料加热 熔化，借助压缩空气使其雾化成
24、微细颗粒，喷向经 预先处理的粗糙工件表面使之形成涂层。燃烧气体 还可以用丙烷、氢气或天然气等。,粉末火焰喷涂的原理示意图,中心火焰最高可达3000雾化颗粒速度可达10-20m/s适用于熔点低于2500材料设备简单,投资低,51,材料表面工程,火焰喷涂特点,常用的火焰喷涂涂层及作用,52,材料表面工程,2.2 等离子喷涂等离子喷涂法是利用等离子焰的热能将引入的喷涂粉 末加热到熔融或半熔融状态，并在高速等离子焰的作用下，高速撞击工件表面，并沉积在经过粗糙处理的工件表面 形成很薄的涂层。涂层与母材的结合主要是机械结合.,等离子喷涂原理图,53,材料表面工程,等离子喷焊原理图,2.2等离子喷涂,原理：
25、等离子喷枪的作用是产生等离子火焰并喷射出高速气流。等离子喷枪由铜阳极嘴和钨阴极头组成。气体从阴极流向阳极，经压缩、离化后从阳极喷射出去。压缩后的等离子电弧，通过 阳极孔道喷出后，离子气发生急剧膨胀，将压缩气流加速到亚 音速甚至超音速水平，粉末被迅速加热、加速，并喷涂到基体 表面。优点：等离子喷涂的最大优势是焰流温度高，喷涂材料适应面广，特别适合喷涂高熔点材料。等离子喷涂层的密度可达理论密度 的8598%，真空喷涂可达9599.5%，结合强度也很高(3570 Mpa)，而且涂层中夹杂较少，喷涂质量远优于火焰喷涂层。,54,材料表面工程,等离子喷涂特点等离子体温度可达10000以 上雾化颗粒速度可
26、达600m/s以上适用于各种材料设备投资高,55,材料表面工程,火焰喷涂(左)和大气等离子喷涂(右)Ni80Cr20涂层的金相组织,56,材料表面工程,2.3 电弧喷涂(Arc Spray),原理：电弧喷涂的基本原理是将两根被喷涂的金属丝作自耗性电 极，连续送进的两根金属丝分别与直流的正负极相连接。在金 属丝端部短接的瞬间，由于高电流密度，使两根金属丝间产生 电弧，将两根金属丝端部同时熔化，在电源作用下，维持电弧 稳定燃烧；在电弧发射点的背后由喷嘴喷射出的高速压缩空气 使熔化的金属脱离金属丝并雾化成微粒，在高速气流作用下喷 射到基材表面而形成涂层。,57,材料表面工程,特点：电弧喷涂只能用于具
27、有导电性能的金属线材。电弧喷 涂的涂层密度可达7090%，比火焰喷涂涂层要致密、结合 强度(1040 MPa)高。且运行费用较低，沉积效率高。电弧 温度可达5000，雾化颗粒速度可达180335m/s。应用：是喷涂大面积涂层尤其是长效防腐锌、铝涂层的最佳 选择。,58,材料表面工程,2.4 爆炸喷涂,原理：氧气、燃料(如乙炔)和粉末输送到枪管内，点燃混合气体产 生爆炸，使粉末加热、加速，以超音速喷出，沉积在基体表面。每次喷射后通入氮气流清洗枪管。目前，爆炸喷涂的频率达 60Hz。特点：喷射速度快、结合强度高(85Mpa)；涂层密度可达99.9%。焰流温度不太高，不适合喷涂陶瓷等高熔点材料，但可
28、解决碳 化物高温分解难题。一般专用于喷涂碳化物或金属陶瓷涂层。缺点：喷涂效率非常低，运行成本相对较高。,59,材料表面工程,2.5 超音速喷涂(High Velocity Oxygen Fuel，简称HVOF),原理：采用高压水冷的反应腔和细长的喷射管，燃料(煤油、乙炔、丙烯和氢气)和氧气送入反应腔，燃烧产生高压火焰。燃烧火焰 被喷射管压缩并加速喷射出去。喷涂粉末可以用高压轴向送入 或从喷射管侧面送入。特点：速度高而温度相对较低。密度可达99.9%，结合强度达70 Mpa以上。残余应力小，甚至可以得到残余压应力，故可喷涂 更厚的涂层（最大厚度为12.7mm）。同样适合喷涂含碳化物 涂层。缺点：
29、燃料消耗大，喷涂效率比爆炸喷涂高，但成本仍然比较高。,60,材料表面工程,现代热喷涂枪,从上至下：超音速火焰喷枪，等离子喷枪，火焰喷枪，电弧喷枪,61,材料表面工程,常用热喷涂技术的工艺特性,62,材料表面工程,第三节热喷涂材料的基本成分与特点,3.1 热喷涂材料应具有的工艺性能,一、热稳定性，否则,氧化烧损-如木材蒸发升华-如乙醚,二、热膨胀系数匹配,结合强度矛盾 使用性能,三、良好的固态流动性-顺利送粉，涂层均匀 四、良好的湿润性结合强度，孔隙率 结合强度，孔隙率,63,材料表面工程,3.2 热喷涂材料的分类,64,材料表面工程,一、按形态分类-线、棒、粉末 二、按功能分类耐磨损-陶瓷，铁
30、基，Co基，Ni基合金和难熔 金属耐腐蚀-Zn、Al、Ni基合金和Al2O3类陶瓷抗高温-氧化物类陶瓷、Ni-Cr合金和Co基合金 三、按成分分类金属材料 陶瓷材料 塑料材料 复合材料,3.3粉末材料,65,材料表面工程,一、非复合型粉末每个颗粒内成分是均匀一致的，如金属粉、高分子粉、陶瓷粉 等。自熔性粉末在铁、钴、镍基合金中加入强脱氧元素B、Si后，成为一种 能自行脱氧、造渣的低熔点金属。特点：自熔性；B、Si是强脱氧元素，具有脱氧、造渣能力。低熔点；B、Si加入形成共晶熔点。湿润性；B、Si使表面氧化物溶解表面张力。良好的固态流动性。陶瓷材料具有硬度高、熔点高、热稳定性及化学性能好的特点，
31、用作 涂层可有效地提高基体材料的耐磨损、耐高温或耐腐蚀性能。Al2O3、TiO2、Cr2O3、ZrO2等氧化物为最常用的一类陶瓷喷 涂材料。Al2O3、TiO2、Cr2O3常用于耐磨损零件，而 ZrO2主要用作热障涂层。,3.混合粉末 将金属粉陶瓷粉按一定比例混合。陶瓷粉硬度高，高温性能好，但韧性差。金属粉硬度低，高温性能差，但韧性好。希望：继承两者优点，避免两者弱点-有一定效果。事实：优点弱点皆遗传，且因比重不同常有成分偏析-不理想。,66,材料表面工程,材料表面工程,常用金属热喷涂材料,67,常用陶瓷热喷涂材料,68,材料表面工程,常用的热喷涂塑料,69,材料表面工程,二、复合型粉末,1.
32、包覆型复合粉末,2.非包覆型复合粉末,优点：解决了混合粉的比重偏析问题。，制备工艺复杂。不足：制备难度大,70,材料表面工程,常用热喷涂用复合材料,71,材料表面工程,第四节热喷涂的应用,就热喷涂的应用领域而言应相当广泛，以下就长效防腐及在航空、汽车、钢铁、能源 等领域的典型应用作以介绍。,72,材料表面工程,长效防腐的应用,传统的防腐蚀方法是油漆涂装、电镀锌、热 浸锌等工艺，这些方法的防腐寿命均不够理想，而电弧喷涂层的使用寿命则可达30年，这是用于 防腐的其他工艺所无法比拟的。,73,材料表面工程,热喷涂长效复合涂层防腐的优点：,喷涂结构的寿命延长；节省了维修费用；减少了结构的停工时间；一次
33、性投资大些，但从长期看节省了大量资金。热喷涂复合防护涂层是一种长效、实用、经济 的防腐措施。,74,材料表面工程,热喷涂技术在汽车工业上的应用,75,材料表面工程,汽车工业是现代文明社会的支柱产业，要 求高性能、低污染、高舒适性、高安全性、智能 化等等。选择高强度轻质材料，但是由于零部件表面的特 殊要求，还要保持铁基材料或原设计材料的性能；加强燃气效率的监测和控制件的功能；开发特种涂层；开发生产过程中的复合工艺（含热喷涂工艺）的 应用等等。,部件,76,材料表面工程,使用热性喷能涂的汽车涂部层件材料,活塞环,气门挺杆,摇臂,发动机气门,消音器,活塞冠顶,磨损，自润滑Mo，Fe-Cr，Mo-NiCrSiB磨损，油保持0.8C 钢磨损自熔合金磨损，积碳控制Mo,Cu,Al腐蚀Al热障Al2O3,热喷涂技术在钢铁工业中的应用,炉内辊与高达1100炉内气氛发生化学反应，而且会发生严重粘着磨损和磨粒
