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第十五章 表面工程技术 （热喷涂与堆焊）  Surfacing and Spraying 表面工程技术简介 1 . 表面工程技术概念 2 . 表面工程技术——三大技术 3 . 表面工程作用 4 . 现代表面工程学 1 . 表面工程技术概念 表面工程是将材料表面与基体一起作为一个系统进行设计，利用表面改性技术、表面处理技术和表面涂覆技术 ， 使材料表面获得材料本身没有而又希望具有的性能的系统工程。 表面工程是改善机械零件、电子电器元件基质材料表面性能的一门科学和技术。 对于机械零件，表面工程主要用于提高零件表面的耐磨性、耐蚀性、耐热性、抗疲劳强度等力学性能，以保证现代机械在高速、高温、高压、重载以及强腐蚀介质工况下可靠而持续地进行； 对于电子电器元件，表面工程主要用于提高元器件表面的电、磁、声、光等特殊物理性能，以保证现代电子产品容量大、传输快、体积小、高转换率、高可靠性； 对于机电产品的包装及工艺品，表面工程主要用于提高表面的耐蚀性和美观性，以实现机电产品优异性能、艺术造型与绚丽外表的完美结合； 对生物医学材料，表面工程主要用于提高人造骨骼等人体植入物的耐磨性、耐蚀性，尤其是生物相容性，以保证患者的健康并提高生活质量。 表面工程的概念 ，国际上 最初是由英格兰伯明翰大学教授汤姆·贝尔（Tom Bell）在80年代初提出的。我国最初提出表面工程的概念的是北京装甲兵学院徐滨士院士. 表面工程技术成为80年代世界上十大关键技术之一。进入90年代，其发展势头更猛，各国竞相将表面工程列入研究发展规划，比如:美国将其列为工程科学院向美国国会提出的2000年前要加强发展的九大科学技术项目之一;我国将一些表面技术列为若干个五年计划的重点推广项目.国际国内出现了表面工程研究及其技术应用的热潮，所涉及的范围几乎包括了国民经济的各个领域。 2 . 表面技术——三大技术 表面改性技术 表面处理技术 表面涂覆技术 随着表面工程技术的发展，又出现了复合表面工程技术和纳米表面工程技术。 3 . 表面工程作用 4 . 现代表面工程学 表面工程是近代技术与经典表面工艺相结合而繁衍、发展起来的，拥有坚实的科学理论基础，它包括涂镀层材料与制备工艺，施涂与检测备，表面组成与结构分析技术，表面性能测试技术、检验方法、标准评价，质量保证与工艺过程控制等为制造新型表面和表面层而形成工程化规模化生产的成套技术。 总之，在材料表面上发生的各种技术都是表面工程的一部分。 热喷涂技术 热喷涂技术是表面工程学的重要组成部分。是一种材料表面强化和表面改性的新技术，它可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热，防辐射，减磨，密封等性能。 原则上讲可在任何固体物质上喷涂。可喷涂的材料有金属，合金，塑料，陶瓷，金属陶瓷以及它们的复合物等等。 定义：[ISO 14919 ， EN 1274] 热喷涂技术主要用于对部件的修复，预保护及新产品的制造，可使工件获得所需要的尺寸和性能，可广泛地应用于航天，航空，船舶，汽车，机车，石化，纺织，桥梁，机械制造等领域。并且随着先进的热喷涂方法的出现以及各种喷涂方法的不断完善，这项技术由以往的维修为主发展到当今，已逐渐成为产品制造不可缺少的工艺方法之一，即较广泛地用于新产品的制造。 1)工艺灵活，适应范围广。热喷涂施工对象，可小可大。 小的可到10mm内孔(线爆喷涂)，大的可到桥梁，铁塔(火焰线材喷涂、电弧喷涂)。可在实验室、车间内进行真空气氛中喷涂，也可在野外现场作业。可整体喷涂，也可局部喷涂。 2)基体及喷涂材料广泛。基体可是金属、非金属(包括陶 瓷、塑料、石膏、水泥、木材、甚至纸张)。喷涂材料可是金属及其合金、塑料、陶瓷等。可以说，几乎是无所不能喷。这样，就有可能通过热喷涂方法制备金属/非金属复合涂层，从而获得用其它方法难以得到的综合性能。 3)除去火焰喷焊外，用热喷涂工艺加工的工件受热较少，工件产生的应力变形很小。 4)生产效率高。热喷涂工艺生产效率，从几公斤（每小时喷涂材料重量）到数10公斤，甚至200公斤，沉积效率很高。 5)应用范围广。（下面专门介绍） 2 各种热喷涂方法简介 超音速火焰 HVOF喷涂系统 优点： ＿＿涂层中氧化物含量低。 ------非常底的热输入（母材，喷涂材料）。 ------高的喷涂及沉积