1. Предварительная обработка поверхности Для того чтобы покрытие хорошо сочеталось с основным материалом, поверхность основного материала должна оставаться чистой и шероховатой. Существует множество методов для очистки и шероховатости поверхности. Выбор методов должен основываться на проектных требованиях к покрытию, а также на материале, форме, толщине, исходном состоянии поверхности, условиях строительства и других факторах подложки. Целью очистки является удаление всех загрязнений с поверхности детали, таких как оксидная пленка, масляные пятна, краска и другие загрязнения. Ключевым моментом является удаление жира с поверхности детали и из нее. Методы очистки включают в себя очистку растворителем, паровую очистку, щелочную очистку и нагрев для удаления жира. Цель обработки поверхности с грубой текстурой заключается в увеличении контактной поверхности между покрытием и подложкой, увеличении механической силы сцепления между покрытием и подложкой, активации очищенной поверхности и улучшении прочности соединения между покрытием и подложкой. В то же время, грубая поверхность подложки также изменяет распределение остаточных напряжений в покрытии, что также способствует улучшению прочности соединения покрытия. Методы обработки с грубой текстурой включают пескоструйную обработку, механическую обработку, электрическую грубую обработку и т.д. Среди них пескоструйная обработка является наиболее распространенным методом обработки с грубой текстурой. Обычно используемыми абразивами для пескоструйной обработки являются оксид алюминия, карбид кремния и отливки из чугуна. Сжатый воздух, используемый для пескоструйной обработки, должен быть безводным и безмасляным, иначе это серьезно повлияет на качество покрытия. Для некоторых материалов покрытия, которые плохо сцепляются с основным материалом, необходимо распылять переходный слой из материала, который хорошо сцепляется с основным материалом, который называется связывающим нижним слоем. Обычно используемыми материалами для связывающего нижнего слоя являются Mo, NiAl, NiCr и алюминиевый бронз. Толщина связывающего нижнего слоя обычно составляет 0,08-0,18 мм. 2. Предварительный нагрев Цель предварительного нагрева заключается в устранении влаги и конденсата на поверхности заготовки, улучшении температуры интерфейса при контакте распыляемых частиц с заготовкой, повышении прочности сцепления между покрытием и подложкой, а также снижении трещинообразования в покрытии, вызванного напряжением, возникающим из-за разницы в тепловом расширении между подложкой и материалом покрытия. Температура предварительного нагрева зависит от размера, формы и материала заготовки, а также от коэффициента теплового расширения подложки и материала покрытия. Обычно температура предварительного нагрева контролируется в пределах 60-120 ℃. 3. Распыление Какой метод распыления будет принят, в основном зависит от выбранного распыляемого материала, условий работы детали и требований к качеству покрытия. Если это керамическое покрытие, то плазменное распыление является наилучшим выбором. Если это карбидное металлическое керамическое покрытие, то лучшим выбором будет высокоскоростное пламя распыление. Если это распыление пластика, то можно использовать только пламя распыление. Если необходимо распылять крупные площади антикоррозийного покрытия на улице, то это не гибкое и эффективное дуговое распыление или проволочное пламя распыление. В общем, выбор методов распыления обычно разнообразен, но всегда есть один метод, который является наилучшим для определенного применения. Предварительно обработанная деталь должна быть распылена в кратчайшие сроки. Параметры распыления должны определяться в зависимости от материала покрытия, характеристик распылителя и конкретных условий детали. Оптимизированные условия распыления могут повысить эффективность распыления и получить высококачественные покрытия с высокой плотностью и высокой прочностью сцепления. 4. Обработка после нанесения покрытия Иногда покрытие, полученное методом распыления, не может быть использовано непосредственно, и необходимо провести ряд последующих обработок. Для антикоррозионного покрытия, чтобы предотвратить попадание коррозионной среды на подложку через поры покрытия и вызвать коррозию подложки, покрытие должно быть запечатано. Существует множество материалов, используемых в качестве герметика, включая органические материалы, такие как парафин, эпоксидная смола, силиконовая смола, и неорганические материалы, такие как оксиды. Как выбрать подходящий герметик, следует учитывать в зависимости от рабочего материала, окружающей среды, температуры, стоимости и других факторов детали. Для деталей, испытывающих высокие нагрузки или ударные нагрузки, для повышения прочности сцепления покрытия, распыленный слой должен быть повторно расплавлен (например, пламенное переплавление, индукционное переплавление, лазерное переплавление, горячее изостатическое прессование и т.д.), чтобы пористое покрытие, которое связано с подложкой только механически, стало плотным покрытием, которое связано с подложкой металлургически. Если есть требования к точности размеров, покрытие должно быть обработано. Поскольку распыленное покрытие имеет различные характеристики по сравнению с обычными металлическими и керамическими материалами, такими как микропористое покрытие, которое не способствует рассеиванию тепла, низкая прочность самого покрытия, которое не может выдерживать большие резательные силы, множество твердых частиц в покрытии и быстрое изнашивание инструментов, распыленное покрытие трудно обрабатывать, что отличается от обычных материалов. Поэтому необходимо выбрать разумные методы обработки и соответствующие параметры процесса, чтобы обеспечить гладкую обработку распыляемого слоя и требуемую точность размеров.

Согласно анализу принципа и процесса технологии термического распыления, эта технология имеет следующие характеристики. 1. Благодаря широкому диапазону температур источника тепла, материалы покрытия, которые можно распылять, включают почти все твердые инженерные материалы, такие как металлы, сплавы, керамика, керамические металлы, пластики и их композиты, которые могут наделить подложку поверхностью с различными функциями (такими как износостойкость, коррозионная стойкость, высокая температура стойкость, стойкость к окислению, изоляция, теплоизоляция, биосовместимость, поглощение инфракрасного излучения и т.д.). 2. В процессе распыления степень нагрева поверхности подложки мала и контролируема, поэтому можно распылять на различные материалы (такие как металл, керамика, стекло, ткань, бумага, пластик и т.д.), и это оказывает незначительное влияние на микроструктуру и свойства подложки, а деформация изделия мала. 3. Оборудование простое и легкое в эксплуатации. Оно может распылять крупногабаритные компоненты на большой площади или в определенных местах. Распыление может проводиться в помещении на заводе или на открытом воздухе на месте. 4. Операция распыления имеет меньше процедур, более короткое время строительства, высокую эффективность и экономичность.

1. Формирование термоспреевых покрытий Во время термического распыления частицы материала покрытия нагреваются до расплавленного состояния или состояния высокой пластичности с помощью источника тепла. Под воздействием внешнего газа или самого пламени они атомизируются и распыляются на поверхность подложки с высокой скоростью, и частицы материала покрытия violently сталкиваются с подложкой. Деформация и уплощение осаждаются на поверхности подложки, и в то же время частицы быстро охлаждаются и затвердевают, а частицы осаждаются слоями, образуя покрытие. 2. Структурные характеристики термоспреевых покрытий Процесс формирования термоспреевого покрытия определяет структурные характеристики покрытия. Термоспреевое покрытие имеет слоистую структуру, в которой бесчисленные деформированные частицы переплетены и уложены друг на друга волнами. Между частицами в покрытии неизбежно присутствуют некоторые поры и пустоты, сопровождаемые оксидными включениями. 3. Механизм связывания термоспреевого покрытия Связывание покрытия включает в себя связывание покрытия с подложкой и связывание внутри покрытия. Сила связывания между покрытием и поверхностью подложки называется силой связывания, а сила связывания внутри покрытия называется когезионной силой. Механизм связывания между частицами и подложкой в покрытии и механизм связывания между частицами все еще неясны, и обычно считается, что существуют следующие способы. (1) Механическое соединение Частицы, сталкивающиеся в плоской форме и колеблющиеся с поверхностью подложки и неровной поверхностью, подгоняются друг к другу и соединяются механическим зацеплением частиц (якорный эффект). В общем, сочетание покрытия и подложки в основном осуществляется механически. (2) Металлургико-химическое соединение Это тип связывания, когда между покрытием и поверхностью подложки происходят металлургические реакции, такие как диффузия и легирование. Когда после распыления выполняется повторное плавление или распылительная сварка, связывание между слоем распылительной сварки и подложкой в основном осуществляется металлургическим способом. (3) Физическое соединение Связь между частицей и поверхностью матрицы, образованная силами Ван дер Ваальса или субвалентными связями. 4. Остаточные напряжения покрытия Когда расплавленные частицы сталкиваются с поверхностью подложки, они охлаждаются и затвердевают, деформируясь, что приводит к образованию напряжения сжатия. Внешний слой покрытия находится под растягивающим напряжением, а подложка иногда включает внутренний слой покрытия, что создает сжимающее напряжение. Это остаточное напряжение в покрытии вызвано условиями термического распыления и различиями в физических свойствах распыляемого материала и основного материала. Оно влияет на качество покрытия, ограничивает его толщину, и в процессе необходимо принимать меры для устранения и снижения остаточного напряжения покрытия.

1.Химический состав Поскольку материал покрытия будет взаимодействовать с окружающей средой при высокой температуре в процессе плавления и распыления, образуя оксиды. Нитрид, и разлагается при высокой температуре, поэтому состав покрытия отличается от состава материала покрытия и в определенной степени влияет на характеристики покрытия. Например, окисление MCrAIY повлияет на его коррозионную стойкость, в то время как износостойкость WC-Co снизится после окисления и высокотемпературного разложения. Это явление можно избежать и смягчить выбором метода распыления. Например, использование низкотемпературного плазменного распыления может значительно уменьшить окисление материалов покрытия, в то время как высокоскоростное пламя распыления может предотвратить пиролиз карбидов. 2.Пористость В термальных распыляемых покрытиях неизбежно существуют поры, и размер пористости связан с температурой и скоростью частиц, а также с параметрами распыления, такими как расстояние распыления и угол распыления. Как правило, пористость покрытий, распыляемых пламенем и дугой при низкой температуре и скорости, относительно высока, обычно достигая нескольких процентов, или даже до десяти процентов. Порошковое покрытие, распыляемое плазмой высокой температуры, и покрытие, распыляемое высокоскоростным сверхзвуковым пламенем, имеют более низкую пористость. Минимум может быть менее 0,5%. 3.Твердость Из-за охлаждения и высокоскоростного удара во время формирования термального喷涂 покрытия, измельчение зерна покрытия и искажение кристаллической решетки делают покрытие укрепленным, поэтому твердость термального喷涂 покрытия выше, чем у общего материала. Она также будет варьироваться в зависимости от метода распыления. 4.Прочность соединения Сцепление термоп喷涂 с подложкой в основном зависит от механического взаимодействия с шероховатой поверхностью подложки (эффект царапания). Чистота поверхности подложки, температура частиц материала покрытия и скорость, с которой частицы ударяют по подложке, а также остаточные напряжения в покрытии будут влиять на прочность сцепления покрытия и подложки, поэтому прочность сцепления покрытия также связана с применяемым методом распыления. 5.Свойства термической усталости Для некоторых заготовок, используемых в условиях циклов охлаждения и нагрева, сопротивление термическому усталостному разрушению (или термическому шоку) покрытия имеет большое значение. Если термическое сопротивление шоку покрытия недостаточно хорошее, заготовка будет трудно использовать; она может треснуть или даже быстро отслоиться. Сопротивление термическому шоку покрытия в основном зависит от разницы между коэффициентами теплового расширения материала покрытия и основного материала, а также от прочности связи между покрытием и основным материалом.