热喷涂技术应用论文
热喷涂技术在炼铁行业中的应用
热喷涂技术在炼铁行业中的应用摘要：优化配矿技术是合理配置钢铁企业内部资源、外部市场资源的关键技术。
推动优化配矿技术研发及创新，是促进钢铁企业降本增效的有力措施。
本文主要对热喷涂技术在炼铁行业中的应用进行论述。
关键词：热喷涂；炼铁行业；应用引言高炉炼铁工艺具有连续生产、大批量、热效高等特点，目前仍是全世界最主要的炼铁生产工艺。
近年来，高炉原燃料条件不断改善，操作技术、装备条件和管理水平都得到快速提高，促进生产效率大幅提升，各项能耗指标稳步下降。
随着国内钢铁形势不断发展，各项技经指标已进入瓶颈期，严重制约着精益生产水平的持续提升。
亟需引入全新生产技术，提升高炉炼铁核心竞争力。
1封孔处理对PS45热喷涂涂层抗热腐蚀性能的影响热喷涂作为一种重要的表面改性技术，被广泛应用于锅炉管道防护，以提高锅炉管道的耐磨及耐高温腐蚀性等。
PS45是NiCrTi系高温合金，具有良好的耐高温腐蚀性能。
采用该合金制备的热喷涂涂层具有较好的抗硫酸盐高温腐蚀性能。
由于各电厂燃煤不同，煤中往往硫与氯共存，同时锅炉管道使用温度不断提高，沉积在管壁的硫酸盐和氯盐在高温下可能会呈熔融态附着在涂层表面加速涂层腐蚀。
众所周知，热喷涂涂层由于制备工艺的特点，涂层中不可避免地存在孔隙和缺陷，这些孔隙和缺陷可成为腐蚀介质的快速传质通道，加速涂层腐蚀，降低涂层的服役寿命，甚至腐蚀介质扩散到基体，导致基体腐蚀。
采用热扩散重融、等离子喷涂工艺等方式都能降低涂层孔隙率，提高涂层的耐高温腐蚀性能，但均存在现场施工不便、难于大面积施工等局限；而采用封孔剂对热喷涂层封孔，可在涂层表面形成一层封孔层，在有效降低涂层表面孔隙的同时还能减少腐蚀介质与涂层的接触，有利于提高涂层的耐高温腐蚀性，封孔涂料可采用喷涂、刷涂施工，具有方便，效率高的优点。
PS45涂层表面涂覆75%Na2SO4+25%NaCl盐膜在750℃下的腐蚀增重较快，而封孔样品较未封孔样品腐蚀速率明显降低，封孔能明显提高PS45涂层的耐腐蚀性。
热喷涂技术与应用(单电极等离子喷枪)
热喷涂技术与应用摘要：本文首先以介绍喷涂设备、涂层种类方面为开端阐述热喷涂技术的发展现状。
其次介绍热喷涂技术的主要工艺方法和常用的功能性涂层，分析热喷涂技术中热障涂层在航空发动机部件上的应用和发展以及分析船舶柴油机排气阀等关键零件的再制造中热喷涂涂层的设计与工艺方法选择，比较了不同热喷涂材料与工艺方法对船舶柴油机关键零件再制造后使用性能的影响。
关键词：喷涂设备热喷涂涂层种类喷涂应用前言：热喷涂技术最早出现在20世纪早期的瑞士, 随后在前苏联、德国、日本、美国等国得到了不断的发展, 各种热喷涂设备的研制、新的热喷涂材料的开发及新技术的应用, 使热喷涂涂层质量不断得到提高并开拓了新的应用领域[1]。
本文综述了热喷涂技术的研究进展, 主要从热喷涂设备、涂层应用和涂层质量监控进行了阐述, 并对热喷涂技术的发展趋势进行了展望。
热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法[2]。
利用不同的热源和喷涂设备，可以制备防腐、耐磨、减磨、抗高温、耐氧化、隔热、绝缘、导电和防微波辐射等一系列多种功能的涂层。
它可以在设备维修中修旧利废，使报废了的零部件“起死回生”；也可以在新产品制造中进行强化和预保护，使其“益寿延年”。
可以大量节约能源、节约材料提高功效、降低成本，特别适合我国国情，符合我国现行的经济政策。
是当前国家提倡的节能减排、低能耗、高效率的一项重要实用技术。
热喷涂技术最早出现在20世纪早期的瑞士, 随后在前苏联、德国、日本、美国等国得到了不断的发展, 各种热喷涂设备的研制、新的热喷涂材料的开发及新技术的应用, 使热喷涂涂层质量不断得到提高并开拓了新的应用领域。
1：热喷涂设备1.1：多电极等离子喷枪Klaus Landes 教授于1993 年发明了三阴极等离子喷枪，目前最新型号为TriplexPro 200。
Triplex 喷枪结构为三阴极和单阳极，将等电弧等分成三束，三束弧的弧根起弧后在阳极上固定不动(见图2)。
热喷涂技术论文（2）
热喷涂技术论文(2)热喷涂技术论文篇二热喷涂技术的研究现状与发展趋势【摘要】热喷涂技术拥有着巨大的发展优势，且被广泛应用在工程领域方面。
综述了热喷涂技术的研究现状以及未来的发展趋势，主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等，并简洁了这些技术的研究发展趋势与实际应用。
【关键词】热喷涂技术;研究现状;发展趋势热喷涂技术是利用某种热源使得喷涂材料受热呈现熔融或者是半熔融状态，再将其喷射到需要涂敷的基体表面，从而可以形成一层比原基体材料涂层性能优异的涂层，使得工件的表面性能更加优异，或是使得工件形成一种或多种原基体材料不具备的表面性能膜状组织结构。
热喷涂涂层具有耐磨损、隔热以及耐高温等性能，并且能够实现对出现磨损、被腐蚀的零件以及因加工出现误差的零件进行必要的有效修复。
热喷涂技术是表面工程的重要组成部分，在工业与科学技术快速发展的今天，喷涂技术在航空航天、石油化工以及机械制造等众多的领域中应用广泛。
本文主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等，并简洁了这些技术的研究发展趋势与实际应用。
1 超音速火焰喷涂技术1.1 超音速火焰喷涂的发展超音速火焰喷涂(HVOF)是在上个世纪80年代初期由普通的火焰喷涂技术发展而来的一种新型的喷涂技术。
该项技术主要是以氢、丙烯、乙炔以及煤等作为燃料，以氧气作为助燃剂，在特殊的喷嘴中进行燃烧或者是在专门的燃烧室进行燃烧，形成温度高达2000℃-3000℃，速度快至2100m/s的超音速火焰，与此同时将各类粉末送进火焰中，使得粉末粒子呈现熔化或是半熔化状态，并高速运转撞击至基体表面从而在基体表面形成涂层，此类涂层比普通火焰喷涂的涂层更加结实紧密。
1982年在美国出现了第一代超音速火焰喷涂装置，随后超音速火焰喷涂技术得到了长足的发展。
1.2 超音速火焰喷涂原理超音速火焰喷涂以氢、丙烯、乙炔以及煤等作为燃料，利用氧气作为助燃剂，在特殊的喷嘴中进行燃烧或者是在专门的燃烧室进行燃烧产生的高温高速的火焰。
热喷涂技术应用及研究进展与挑战
热喷涂技术应用及研究进展与挑战李长久【摘要】热喷涂作为重要的表面工程技术之一,是通过在材料表面制备材料保护涂层与功能涂层,赋予基体材料没有,但服役环境所必须的表面性能的方法.由于热喷涂可以制备从超过50％孔隙缺陷含量到接近完全致密的任意材料的涂层,基于缺陷控制可满足从可磨耗、耐高温隔热、耐磨损与耐腐蚀等不同服役要求,经过100余年的发展已经形成了包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、普通火焰喷涂等一系列方法,已经成为在众多产业领域,包括航天航空、交通运输、石油化工、电力能源、冶金钢铁、纺织与造纸、机械制造等,提高产品寿命与竞争力不可或缺的技术.制备可以提供耐磨损、耐环境腐蚀防护、耐高温隔热防护等保护涂层是热喷涂尤为重要的应用方面,热喷涂作为可显著提升结构零件耐磨损的涂层制备方法应用非常广泛,但在动载如冲蚀、空蚀、疲劳磨损、或高应力磨料磨损条件下,涂层材料的耐磨性能尚不能完全发挥;由于涂层总是存在一定的孔隙,难以以制备态直接用作长效耐腐蚀防护涂层,适当的封孔处理成为其用作耐腐蚀涂层的必要条件;包括以燃气轮机热障涂层为代表的耐高温隔热涂层等在航空与地面重型燃机中的应用,在欧美热喷涂市场中约占比60％,随着我国燃气轮机技术的发展,该市场潜力有望逐步得到发掘.热喷涂耐磨损涂层性能的进一步提升不仅需要开发新型硬质耐磨材料以及宽温域自润滑材料,还需要结合材料开发,发展可使粒子间结合充分的涂层制备方法,其次,基于涂层结构特征与服役性能关系控制磨损服役条件,防止源于粒子间脱落的加速磨损是确保长效磨损保护的基础.如何制备在喷涂态即可满足腐蚀介质不浸渗的致密涂层依然是热喷涂耐腐蚀涂层制备需要攻克的挑战.冷喷涂、等离子喷涂、物理气相沉积、液料热喷涂等新方法近年来发展迅速,与这些方法相配套的材料制备技术的发展将是这些新方法得到广泛应用的基础.新能源、医疗、民生、半导体等对导电、催化、生物活性、绝缘、耐刻蚀等功能涂层的需求也将有力推动热喷涂技术的发展.本文将结合目前热喷涂技术在国内外的应用现状与存在的问题,展望热喷涂技术进一步发展过程中有待解决的主要挑战性技术问题,为本领域技术人员合理认识热喷涂技术的特点,直面挑战,深入开展开发与基础研究,推动技术提供参考.【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2018(010)004【总页数】22页(P1-22)【关键词】热喷涂;涂层应用;耐磨损;耐腐蚀;涂层设计;涂层组织;保护涂层;功能涂层【作者】李长久【作者单位】西安交通大学,陕西省西安市 710049【正文语种】中文【中图分类】TG174.40 引言80%以上机械零部件的失效通常由表面磨损与腐蚀而引起，每年由此造成的损失可达国民生产总值的10%以上，因此，通过各类表面工程技术将具有优越耐腐蚀或耐磨损性能的材料覆于满足承载能力要求的普通结构件表面，构筑复合结构材料已经成为提高机械零部件服役效能、零部件附加价值与产品核心竞争力的重要方法。
热喷涂技术在我国航天领域的应用_吴朝军
热喷涂技术在我国航天领域的应用吴朝军 吴晓峰 杨杰 曾发（航天材料及工艺研究所 北京100076）①文摘：热喷涂是表面工程领域中的一项重要技术，本文阐述了热喷涂技术的主要工艺方法和常用的功能性涂层，简单回顾了热喷涂技术在航天领域的应用历程，介绍了热喷涂技术在我国航天领域的应用现状并对未来的发展进行了展望。
1.热喷涂技术简介热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。
热喷涂有多种工艺方法，如等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂和爆炸喷涂等。
图1热喷涂技术涂层形成原理热喷涂技术应用十分广泛，选择不同性能的涂层材料和不同的工艺方法，可制备热障、可磨耗封严、耐磨密封、抗高温氧化、导电绝缘、远红外辐射等功能涂层。
涂层材料几乎涉及到所有固态工程材料，包括金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料及其它们的复合材料。
热喷涂技术广泛应用于航空航天、冶金、能源、石油化工、机械制造、交通运输、轻工机械、生物工程等国民经济各个领域。
2.现代航天技术现代航天技术是包括运载火箭、人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等的一项综合系统工程技术。
其中运载火箭是航天技术的基础，也是我国发展较为成熟并具有国际先进水平的一项技术，因此热喷涂在航天领域的应用主要指在运载火箭方面的应用。
运载火箭是在导弹的基础上发展的，一般由2～4级组成。
每一级都包括箭体结构、推进系统和飞行控制系统。
末级有仪器舱，内装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统。
级与级之间靠级间段连接。
有效载荷装在仪器舱的上面，外面套有整流罩。
3.热喷涂技术在我国航天领域的应用热喷涂技术的进步在很大程度上得益于20世纪世界航空工业的空前发展，航天工业在时间上迟① 本文通讯联系人：吴朝军（航天材料及工艺研究所 北京100076）- 114 -- 115 -于航空工业，航空领域应用较为成熟的热喷涂技术如热障涂层，可磨耗封严涂层自然就转而应用于航天领域中。
热喷涂技术在航空制造领域的应用研究
热喷涂技术在航空制造领域的应用研究热喷涂技术是一种涂覆技术，广泛应用于航空制造领域。
通过热喷涂技术，可以在航空发动机、涡轮叶片以及飞机的外表面上形成一层保护性的涂层，提高零部件的耐磨、耐蚀性能，延长其使用寿命，并增加航空器的整体安全性和可靠性。
热喷涂技术的应用在航空制造领域中具有重要意义。
首先，航空发动机是飞机的“心脏”，其零部件的耐用性关系到飞机的性能和安全。
热喷涂技术可以在发动机的涡轮叶片表面形成一层陶瓷涂层，提供了优异的腐蚀和高温抗氧化能力。
这一涂层可以抵御高温气流和腐蚀性介质，降低涡轮叶片的磨损和损坏程度，从而延长了发动机的使用寿命，减少了停机维修的次数和成本。
其次，热喷涂技术在航空制造领域中也被广泛应用于飞机的外表面涂装。
传统的涂装方法存在着涂料附着力差、易脱落、粗糙度高等问题，而采用热喷涂技术可以解决这些问题。
热喷涂技术可以形成一层坚硬且致密的涂层，大大提高了涂层的附着力和耐久性。
这一涂层可以有效防止外界环境因素对飞机外表面的侵蚀，减少了腐蚀和损坏的风险，提高了飞机的飞行安全性。
此外，热喷涂技术还可以实现对飞机零部件的功能性改善。
例如，通过喷涂导热涂层，可以改善发动机传热性能，提高燃烧效率。
通过喷涂陶瓷涂层，可以改善涡轮叶片的流场性能，减小了涡轮叶片的阻力损失。
通过喷涂减振涂层，可以降低飞机结构的振动和噪声。
热喷涂技术在航空制造领域的应用面临着一些挑战。
首先，热喷涂技术的工艺复杂，操作要求高。
喷涂设备的选型和参数的确定需要经验丰富的专业人才，这对于技术人员的素质和实践经验提出了要求。
其次，涂层的质量控制是一个复杂难度较大的问题。
涂层的厚度、致密度和成分的均匀性等因素都会对涂层的性能产生影响，需要精确的监测和测试手段来进行质量控制。
在研究和应用热喷涂技术的过程中，还需要关注环境保护和经济效益。
热喷涂过程中会产生大量的废气和废液，对环境造成污染。
因此，在热喷涂设备的设计和工艺的优化中，需要考虑减少废物产生和资源利用率的提高，以实现环境友好型制造。
镍型材的热喷涂技术及应用研究
镍型材的热喷涂技术及应用研究摘要：随着工业技术的不断发展，材料科学和工程领域也取得了很大的进展。
镍合金作为一种重要的结构材料，其优异的性能在航空航天、能源和化工等领域得到了广泛应用。
然而，传统的表面处理方法无法满足镍合金在特殊工况下的需求，热喷涂技术应运而生。
本文旨在探讨镍型材的热喷涂技术及其在不同领域的应用研究进展。
1. 引言镍合金作为一种具有良好耐热和耐腐蚀性能的合金材料，被广泛应用于航空、航天、能源和化工等领域，如涡轮发动机、高温燃烧器和石化设备等。
然而，镍合金在长时间高温工作环境下容易受到氧化、磨损和腐蚀等损伤，严重影响了其使用寿命和性能。
因此，研究和开发一种有效的镍合金表面处理技术具有重要的意义。
2. 镍型材的热喷涂技术2.1 热喷涂技术的基本原理热喷涂技术是一种将热能转化为喷涂材料动能的表面处理技术。
常见的热喷涂技术包括火焰喷涂、等离子喷涂和高速喷涂等。
这些技术的基本原理是利用热能使喷涂材料熔化或半熔状态，并通过喷涂枪将其喷射到基材表面形成涂层。
2.2 镍型材的热喷涂技术镍型材的热喷涂技术主要包括火焰喷涂和等离子喷涂。
火焰喷涂是利用火焰产生的高温热能使镍粉末熔化并喷射到基材表面形成镍涂层。
火焰喷涂具有成本低、操作简单等优点，适用于中小规模生产。
等离子喷涂则通过等离子弧产生的高温等离子体加热和加速喷涂材料，形成致密的涂层。
等离子喷涂具有高密度、高粘附强度和耐磨耗等优点，适用于高要求的工作环境。
3. 镍型材的应用研究3.1 航空航天领域在航空航天领域，镍合金材料被广泛应用于涡轮发动机、燃烧室和喷气推进器等关键部件。
热喷涂技术可以有效提高镍合金材料的耐热性能和耐腐蚀性能，延长关键部件的使用寿命。
3.2 能源领域能源领域对高温材料的需求日益增长，镍合金作为一种重要的结构材料得到了广泛应用。
热喷涂技术可以提供高温工作环境下镍合金材料的保护层，提高能源设备的性能。
3.3 化工领域化工设备常常在恶劣的腐蚀环境下工作，对材料的耐蚀性能提出了较高的要求。
热喷涂技术在零件修复中的应用研究
热喷涂技术在零件修复中的应用研究引言：零件修复是制造业中一项非常重要的技术工作，通过零件的修复，可以大大延长零件的使用寿命，降低生产成本。
在过去的几十年中，热喷涂技术逐渐成为了一种被广泛应用于零件修复中的方法。
本文将从基本原理、应用案例以及未来发展方向等方面探讨热喷涂技术在零件修复中的应用研究。
一、基本原理热喷涂技术是一种将熔融或半熔融的金属颗粒喷涂到受损的表面上，形成一个密实、坚固的涂层的技术。
这种涂层可以用来修复受损的零件表面，提高其耐磨性、耐蚀性和抗疲劳性能。
1.1 喷涂设备热喷涂设备由熔融喷嘴、加热设备、供给系统和控制系统等部分组成。
熔融喷嘴的作用是将金属颗粒加热到熔融状态，并高速喷射到零件表面。
加热设备通常采用火焰或电弧来加热金属颗粒。
供给系统用于将金属颗粒输送到喷嘴。
控制系统则用于控制喷涂参数，如喷涂速度、温度和喷涂厚度等。
1.2 喷涂材料热喷涂材料通常使用金属粉末、陶瓷粉末或合金粉末。
金属粉末通常是铝、铜、钢铁等。
陶瓷粉末可以是氧化铝、碳化硅等。
合金粉末则是由两种或更多金属的粉末混合而成。
1.3 喷涂过程热喷涂的过程包括金属颗粒的加热、喷嘴的喷射、颗粒的冷凝和涂层的形成。
首先，金属颗粒通过加热设备被加热到熔点以上，然后喷射到零件表面。
颗粒冷却时会与空气中的氧发生反应形成氧化物，从而形成一层坚固的涂层。
二、应用案例热喷涂技术在零件修复中有着广泛的应用，以下将列举几个典型的案例来说明其应用价值。
2.1 航空发动机叶片修复航空发动机叶片经常遭受高温和高速气流的冲击，导致叶片表面损伤严重。
热喷涂技术可以用来修复这些受损的叶片表面。
通过喷涂耐磨、耐蚀的材料，可以有效地修复叶片表面，延长其使用寿命，提高发动机的性能。
2.2 汽车发动机缸套修复发动机缸套是发动机中非常重要的部件，承受着高温和高压的工作环境。
由于使用寿命的原因，缸套表面经常会受到磨损和腐蚀。
利用热喷涂技术，可以在缸套表面喷涂耐磨、耐蚀的材料，使其表面恢复到理想的状态，提高发动机的工作效率。
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等离子喷涂技术的现状与展望笑嘻嘻机械11-3 学号：2011摘要：综合分析了国内外等离子喷涂技术的现状, 着重阐述了今后的发展趋势, 并希望这一技术在我国的工业生产中发挥更大的作用。
关键词：等离子喷涂实时诊断智能控制1概述随着现代科技和工业的发展, 对材料的性能提出了愈来愈高的要求, 不同的领域对材料的性能要求也有很大的差别, 即对于同一零部件的不同部位所要求的性能亦有所不同。
因此, 寻求各种功能材料,甚至是智能材料已经成为当今世界的热门研究课题之一。
等离子喷涂技术是获得材料表面功能涂层的有效手段, 具有生产效率高、涂层质量好、喷涂的材料范围广、成本低等优点。
因此, 近十几年来, 该技术的进步和生产应用发展很快, 现已广泛用于核能、航天航空、石化、机械等领域。
欧美国家从事等离子喷涂技术的研究工作较早, 现已形成大规模的开发、研制、生产基地。
涌现出一批大型跨国公司, 如美国的Miller公司、METCO公司、瑞士的Castolin公司, 并分别开发了自己的系列产品, 不断加以改进。
如METCO公司从最初的3M系统发展到了现在的10M 系统。
最近又推出了计算机控制的等离子喷涂系统, 配有AR-2000 型6关节机器人, 可对不同部件进行编程, 制订不同的喷涂工艺, 具有菜单式软件驱动,可实时监测和记录等离子喷涂工艺参数, 并加以闭环控制。
日本虽然起步较晚, 但非常注重引进世界一流的设备和技术, 并加以发展。
特别是近年来, 日本在等离子喷涂技术方面的研究异常深人, 大有后来居上之势。
在1992年第十三届国际热喷涂会议上, 共提交论文250多篇。
其中美国110篇, 日本40篇, 德国24篇,中国12 篇, 其它多来自欧洲国家。
在编人会议论文集的161篇文章中, 我国只有2 篇人选。
由此可看出在一定程度上反映了各国的发展水平。
与先进国家相比, 我国在等离子喷涂技术研究上投入的人力、物力较少, 而又分散在多家研究机构。
如武汉材料保护研究所、航天部625所、清华大学、华南理工大学、沈阳工业大学、北京矿冶研究总院和广州有色金属研究所。
这样, 其研究能力就显得更加势单力薄。
80年代初, 武汉材保所和航天部625所, 在METCO公司7M 系统的基础上, 分别研制出可控硅整流等离子喷涂系统, 可惜未能形成生产能力和继续发展。
近年来, 我国对等离子喷涂技术的研究工作多集中在涂层性能及喷涂工艺方面。
国内从事等离子喷涂设备生产的仅几家小厂, 技术力量薄弱, 尚不具备开发、研制能力, 所生产的机型落后, 技术水平低。
2等离子喷涂电源及改进目前, 等离子喷涂技术正朝着高效、大功率方向发展。
但现已商品化的等离子喷涂系统多采用传统的整流式电源, 不仅能耗高, 而且体大笨重, 不便于现场使用。
作为世界一流的METCO公司所生产的等离子喷涂设备中, 其电源也是晶闸管整流式, 其整机重量930kg。
体积为690mm（长）╳1230mm（宽）╳1220mm（高）。
目前, 使等离子喷涂设备实现节能和小型化已成为一个重要的研究课题。
瑞士的castolin、公司最近率先推出了小型的晶体管式等离子喷涂电源, 其设计紧凑,重量仅220kg, 控制柜重26kg, 送粉器12kg, 输出功率40kw , 能耗较低, 可喷涂多种材料。
电力电子技术正迅速地向前发展, 各种新型的功率器件不断涌现, 如绝缘栅双极晶体管（IGBT）、静电感应晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(SITh)、场控晶闸管(MCT)等。
由其中某些功率器件制造的逆变电源已成功地用于弧焊工艺中。
我校已经研制出630A 的IGBT 中频脉冲MIG焊用弧焊逆变器, 目前正在研制72kvA 的IGBT逆变式喷涂电源。
可以相信, 在不久的将来, 这些新型的功率器件会进人等离子喷涂技术的领域中, 使该类电源达到高效、节能和小型化, 并具有优良的动态调节性能和控制方便等特点。
3等离子喷涂过程的实时诊断随着等离子喷涂技术的深入发展, 对涂层性能和质量实时控制的要求愈加迫切。
这就需要对喷涂工艺过程进行在线诊断, 并对工艺参数与涂层性能之间的关系进行有效的推测。
等离子喷涂过程可分为三个阶段, 即 等离子体的发生、等离子体与颗粒之间的反应以及涂层的沉积。
等离子体的发生与电流、电压、气流量以及成分有关, 这部分测量较为容易些。
但如何配置这些工艺参数的大小, 以在线稳定等离子体的热焙值和喷枪的效率,尚待进一步的研究。
等离子体与颗粒之间的反应可通过测量喷涂场的颗粒参数来表征, 这包括颗粒尺寸、速度、密度、空间分布温度。
目前, 在实验室中, 采用一套带散射光颗粒尺寸测量及高速双色高温度计的激光多谱速度计（LDV）, 可测定颗粒尺寸、速度和温度。
但是, 对颗粒进行诊断的所有技术, 都有一个主要的缺点, 即没有直接地获得有关熔化程度的数据。
而且这些测量系统是实验室装置, 并不能用于工业环境进行控制。
因此,寻求采用一种简单实用的测量技术将是重要的研究课题。
涂层性质的实时测量是过程完整性最直接的测量。
超声波技术已用于探测厚度、密度、剥离、空隙和断裂等。
然而涂层性能与工艺参数的关系是很复杂的,难以推测, 这也需要做大量的研究工作。
基体的温度、表面粗糙度以及热性能等特性, 能控制颗粒的冷却速度, 影响到涂层最终的性质, 如粘结的完整性、强度和密度。
在生产上采用高温测量技术可测出涂层表面温度。
等离子喷涂过程的实时诊断技术具有相当的难度,目前正处于探索阶段, 它是等离子喷涂过程在线反馈控制的基础, 必须加以深人的研究。
4等离子喷涂工艺的智能控制由于等离子喷涂技术是一个十分复杂的工艺过程,任何一个参数稍有变化都将影响涂层的质量, 其中上要的工艺参数有 喷嘴尺寸、喷枪运动速度、喷涂距离、主气流量、送粉率、基体温度、电流、电压以及喷枪的效率。
要实现喷涂工艺的自动控制, 并达到理想的效果, 就必须使控制系统具有人工智能的特点。
计算机技术的迅速发展, 为等离子喷涂工艺的智能控制提供了可靠的硬件保证。
目前，工控机已能在高低温冲击、振动、电磁干扰、潮湿、盐雾等恶劣条件下保证系统连续稳定地运行。
工控机的硬件配置灵活方便,能适应各种不同复杂程度的系统控制。
对于自动喷涂系统来说, 为了保证涂层的质量, 主要取决于在线控制的精度。
首先要实时测量等离子体的热烙值和喷枪的效率, 并使其达到最佳化 同时用高温仪连续监测基体温度, 使之减少到最低限度, 计算机触发控制阀调整冷却气流量。
上述两项技术在现阶段已完全在生产中得到应用,为进一步提高控制精度, 就要对喷涂颗粒的状态（温度、速度、熔融程度等）及涂层沉积厚度进行在线监控, 这是今后等离子喷涂控制技术必须加以完善的, 这对保证涂层质量、节省材料、提高生产效率具有十分重要的意义。
人工神经网络和模糊推理极大地丰富了现代控制理论的内容, 也为等离子喷涂工艺实现智能化控制提供了有力的工具。
在等离子喷涂过程中, 影响涂层质量的因素多达数十个, 它们与涂层性能和质量间的关系很难用一个精确的数学式子来表达。
而模糊控制正适合于这种场合, 它不需要建立数学模型, 完全模拟了人类智能的特点对系统实施控制。
人工神经网络具有并行和分布处理的方式及自适应学习和容错功能,可大大地加快运行速度, 提高实时控制能力, 模糊控制器用人工神经加以实现, 则可充分发挥它们的特点, 达到相辅相成的效果。
从METCO公司产品的发展趋势看, 其MC型控制柜采用可编程控制器, 只实现了半自动控制。
而ATC 型控制柜则用代机, 使系统具有优良的自动控制功能。
其它几家大公司也都在使自己的产品向机算化方向发展,而智能化控制则是人类最理想的控制方法。
我校已初步成功地将人工神经网络用于焊接熔池的智能控制, 现正在探求适于等离子喷涂工艺的智能控制方法。
可以相信,未来的等离子喷涂工艺的控制必将实现智能化。
5等离子喷涂工艺的优化技术评价等离子喷涂层性能的主要指标有：孔隙率、显微硬度、宏观硬度、结合强度、磨损率等。
为了获得高质量的涂层,必须通过试验和优化技术,对众多的喷涂参数在许多不同的情况下, 找到其最佳值。
如METCO公司每半年推出一套最佳工艺参数, 供用户参考。
在等离子喷涂工艺方法上, 近年来也有许多改进。
如涂层在氢气保护下用热等静压技术处理, 可使涂层与基体的枯结强度提高40%以上, 真空等离子喷涂则特别适于活性材料,如Ti、Ta、Nb等, 所产生的涂层粘结强度大幅增加, 化学纯度高, 孔隙率低。
用激光束对涂层表面进行熔化处理, 可获得一层致密的无孔隙的熔化层, 并使涂层与基体之间的冶金结合厚度明显增加, 从而使结合强度相应增加。
目前, 与相关新技术的结合, 使等离子喷涂工艺得到最优的效果, 已成为等离子喷涂技术的重要研究内容之一。
当涂层材料与基材的物理性能有较大的差异时, 要达到应有的结合强度, 提出了柔性过渡层的开发研究工作。
为了获得材料的不同表面功能, 甚至智能化的涂层,必将促进等离子喷涂技术的研究向纵深方向发展。
6结束语在焊接技术科学中, 等离子喷涂作为一项新兴的高技术产业, 在未来的材料科学研究中, 会发挥愈来愈大的作用, 它将取代某些传统的焊接工艺和材料研究方法, 使其朝着崭新的方向发展。
目前, 在等离子喷涂技术研究方面, 我国与先进国家相比, 基础工作较薄弱, 且有进一步拉大差距的趋势。
因此, 我们必须抓住机遇, 将其它相关学科中现有的新技术成果引进到等离子喷涂的研究工作中, 以期尽快地赶上欧美等先进国家的水平，为加强焊接学科的自身建设和加快知识更新打下一个坚实的基础。