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1、第五章第五章 表面涂覆技术表面涂覆技术第一节第一节 涂料与涂装涂料与涂装第二节第二节 粘结与粘涂粘结与粘涂第三节第三节 堆焊堆焊第四节第四节 热喷涂热喷涂第五节第五节 电火花表面涂敷电火花表面涂敷第六节第六节 熔结熔结第七节第七节 热浸镀热浸镀第八节第八节 搪瓷涂搪瓷涂敷敷敷敷第九节第九节 陶瓷涂层陶瓷涂层第十节第十节 塑料涂敷（又称涂塑或喷塑）塑料涂敷（又称涂塑或喷塑）1第一节第一节 涂料与涂装涂料与涂装 涂料涂料涂料涂料，以前通称为“油漆”，但是在现代应用中实际已经远远超过油漆的使用范围。涂装涂装涂装涂装，涂料的施工称为涂装。在国民经济的发展过程中，涂料的研发和涂装技术得到了迅猛发展，发挥
2、越来越重要的作用。 一、涂料的组成一、涂料的组成 涂料产品有数千种，包括油脂涂料、过氯乙烯涂料、橡胶涂料等18大类，但其物质组成一般分为成膜物质、颜料、溶剂、助剂四个部分，见下图所示。2涂料的组成涂料成膜物质天然树脂天然油脂合成树脂颜料（着色颜料、防锈颜料等）溶剂（有机或水）助剂（固化剂、催干剂等）图. 涂料组成3二、涂料的分类二、涂料的分类 涂料种类多达几千种，用途各异，存在着多种分类方法。一般有以下两种。1.1.根据成膜干燥机理分类根据成膜干燥机理分类根据成膜干燥机理分类根据成膜干燥机理分类 根据成膜干燥机理可将涂料分为两大类： (1) 溶剂挥发类溶剂挥发类 涂料在成膜过程中不发生化学反应
3、，只是溶剂挥发使涂料干燥成膜。这类涂料一般为自然干燥型涂料，容易重新涂装，如硝基漆、乙烯漆类。 (2) 固化干燥类固化干燥类 这类涂料的成膜物质一般是相对分子量较低的线性聚合物，可溶解于特定的溶剂中，经涂装后，待溶剂挥发后，就可通过化学反应交联固化成膜。42.2.以涂料中的主要成膜物质为基础分类以涂料中的主要成膜物质为基础分类以涂料中的主要成膜物质为基础分类以涂料中的主要成膜物质为基础分类 按照国家规定，目前我国涂料产品是以涂料中的主要成膜物质为基础来分类的。按此方法，将成膜物质分为17大类，相应的涂料产品也分为17大类。 5表5.1 成膜物质分类及命名代号（请见课本老书（请见课本老书P107
4、页表页表51新书新书P149页表页表71）6三、三、 涂料产品的命名涂料产品的命名 根据我国标准局颁布的涂料产品分类命名和型号（GB2705）的有关规定，全命全命颜料或颜色名称颜料或颜色名称成膜物质名称基本名称成膜物质名称基本名称例如， 红醇酸磁漆、锌黄酚醛防锈漆。7四、常用涂料的性能四、常用涂料的性能1. 1. 酚醛树脂涂料酚醛树脂涂料本类涂料可分为两类：(1) 改性酚醛树脂涂料改性酚醛树脂涂料 以松香改性酚醛树脂涂料为主，特点是干得快，耐水、耐久，价格低廉，广泛用作建筑和家用涂料。(2) 纯酚醛树脂涂料纯酚醛树脂涂料 由纯酚醛树脂和植物油熬制而成，耐水性、耐化学腐蚀性、耐候性、绝缘性都非常
5、优异，多用于船舶、机电产品等。2. 2. 醇酸树脂涂料醇酸树脂涂料由多元醇、多元酸和脂肪酸经缩聚而得到的一种特殊的聚酯树脂。此涂料成膜后具有良好的柔韧性、附着力和强度，颜料、填料能均匀分散，颜色均匀，遮盖力好等优点。缺点是耐水性较差。这类涂料的产量在我国涂料中居首位，使用面极广。83. 3. 氨基树脂涂料氨基树脂涂料主要有以下四种涂料：(1) 氨基醇酸烘漆氨基醇酸烘漆 目前应用最广的工业用漆。其成膜温度低，时间短，具有良好的耐化学药品性，不易燃烧，绝缘好。(2) 酸固化型氨基树脂涂料酸固化型氨基树脂涂料 常温下能固化成膜，光泽好，外观丰满，但是耐温度和耐水性较差，主要用于木材、家具等涂装。(3
6、) 氨基树脂改性的硝化纤维素涂料氨基树脂改性的硝化纤维素涂料 氨基树脂增强了硝基透明涂料的耐候、保光等性能，提高了固体分含量。(4) 水溶性氨基树脂涂料水溶性氨基树脂涂料 其物化性能优于溶剂型氨基醇酸树脂，但耐老化性不及溶剂型的好。94.丙烯酸树脂涂料丙烯酸树脂涂料 丙烯酸树脂是由丙烯酸或其酯类或（和）甲基丙烯酸酯单体经加聚反应而成，有时还用其它乙烯系单体共聚而成。这类涂料可分热塑性和热固性两类。共同点是：涂膜高光泽，耐紫外线照射，长期保持色泽和光亮，耐化学药品和耐污性较好。它们用途广泛，如轿车、冰箱、仪器仪表等。5.聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯涂料涂料 这类涂料成膜后坚硬
7、耐磨，附着力好，防腐性能特别好坚硬耐磨，附着力好，防腐性能特别好坚硬耐磨，附着力好，防腐性能特别好坚硬耐磨，附着力好，防腐性能特别好。广泛用于化工、石油、航空、机车、木器、建筑等，兼作防护与装饰之用。10五、紫外光固化涂料五、紫外光固化涂料1 1、特点、特点 紫外光固化涂料是在250nm450nm波长紫外光的作用下进行固化的一类涂料。 固化温度低；速度快；固化时间可小于1s至10s；成膜能力强，可一次施涂达到膜厚要求，操作管理简单，可靠性好，不需要预热和保温，适宜于自动流水线作业，消耗能源约为热固化的1/10;涂膜性能好，固化时几乎无溶剂挥发。体积收缩很小，真空状态下性能优良。由于大多数着色颜
8、料对紫外光的透过率低，难于制成色漆，所以目前已工业化的光固化涂料多为清漆。2 2、组成、组成 光固化涂料主要由光敏剂、光敏树脂和活性稀释剂等组成，此外还加入流平剂、稳定剂、促进剂、染料、颜料等。11六、涂装工艺六、涂装工艺 使涂料在被涂的表面形成涂膜的全部工艺过程成为涂装工艺。具体的涂装工艺主要根据工件的材质、形状、使用要求、涂装用工具、涂装时的环境、生产成本等加以合理选用。涂装工艺的一般工序是：涂前表面处理涂前表面处理涂布涂布干燥固化干燥固化涂前表面处理：清洗、粗化等； 涂布：手工涂布；喷涂法、静电涂布法、电泳涂布 法、粉末涂布法、辊涂法等等。 干燥固化：即成膜机理。见下页。12七、七、 涂
9、料成膜机理涂料成膜机理 涂料首先是一种流动的液体，在基材表面涂布完成之后形成一层坚韧的薄膜，这个过程是玻璃化温度不断升高的过程。不同形态和组成的涂料有不同的成膜机理，这由涂料中的成膜物质性质决定。根据涂料成膜物质的性质，涂料成膜方式可以分为两大类： 由非转化型成膜物质组成的涂料以物理方式成膜物理方式成膜； 由转化型成膜物质组成的涂料以化学方式成膜化学方式成膜。1.物理成膜方式物理成膜方式 依靠涂料内的溶剂或分散剂的直接挥发或聚合物粒子凝聚得到涂膜的过程称为物理成膜方式。物理成膜方式具体包括溶剂挥发成膜方式溶剂挥发成膜方式和聚合物凝聚成膜方式聚合物凝聚成膜方式两种。132.化学成膜方式化学成膜方
10、式 化学成膜指在加热或其它条件下，使涂敷在基材表面上的低分子量聚合物成膜物质发生交联反应，生成高聚物，获得坚韧涂膜的过程。为了使涂膜中的结构交联，将未交联的线型聚合物，或者轻度支链化的聚合物溶于溶剂中配成涂料，然后在涂敷成膜后发生交联。另外可以用简单的低分子化合物配成涂料，待涂成膜后再令其发生交联反应。因此，根据不同的过程将化学成膜机理分为两类： 漆膜的直接氧化直接氧化，即涂料在空气中的氧化交联或与水蒸气 反应； 涂料组分之间发生化学反应的交联固化交联固化。14涂装线示例15第二节第二节 粘结与粘涂粘结与粘涂一、粘结一、粘结 粘结或粘合用胶粘剂将各种材料或制件连接成为一个牢固整体的方法。1 1
11、、粘结剂的组成、粘结剂的组成 粘结剂又称粘合剂，俗称胶。它由基料、固化剂、填料和辅助材料配合而成。2 2、粘结剂的分类、粘结剂的分类 按照不同的分类标准，粘结剂有不同的类型。粘结剂具体分类如图7.2所示 16胶粘剂的分类胶粘剂的分类按基料分无机粘结剂有机粘结剂天然粘结剂合成粘结剂按物理形态分胶液（包括溶液、乳液、无溶剂液体）胶糊（糊状）胶粉胶棒胶膜其它形态的胶按固化方式分水基蒸发型溶剂挥发型热熔型化学反应型压敏型按受力情况分结构粘结剂（能传递较大的力）非结构粘结剂（不能传递较大的力）按用途分（包括各种材料、制件、产品以及特种功能用胶）粘结剂17二、粘结原理二、粘结原理 粘结是一个复杂的过程，主
12、要包括表面润湿、粘结剂分主要包括表面润湿、粘结剂分子向被粘物工件表面移动、扩散和渗透、粘结剂与被粘物子向被粘物工件表面移动、扩散和渗透、粘结剂与被粘物形成物理和机械结合等形成物理和机械结合等。有关粘结的理论很多，如机械结合理论、溶解度参数理论、吸附理论、扩散理论、静电理论、化学键理论、抛锚理论等。 与涂装一样，工件的表面处理非常重要。主要有两个目的： 一、除去不利于粘结的各种污垢；二、改变被粘物的物理化学性质，以利于粘结； 18 目前表面处理方法很多，最常用的有：溶剂（包括水）擦洗；溶剂脱脂和蒸汽脱脂；机械打毛，如，摩擦、喷砂、喷丸等；化学清洗和腐蚀；脱脂、机械粗化和化学处理联合使用。19三、
13、三、 主要粘结剂及其应用主要粘结剂及其应用1、主要粘结剂、主要粘结剂：（：（老课本上的英语印刷错误！）老课本上的英语印刷错误！）1）环氧树脂粘结剂（epoxy adhesive）2）酚醛树脂粘结剂 (phenolic resin adhesive)3）脲醛树脂粘结剂 (urea resin adhesive)4）聚氨酯粘结剂 (polyurethane adhesive)5）聚酰亚胺粘结剂(polyimide adhesive)6）厌氧粘结剂(anaerobic adhesive)7）氰基丙烯酸胶粘剂(cyanoacrylate adhesive)8）橡胶型胶粘剂(rubber adhesiv
14、e)9）聚硫橡胶密封胶(polysulfide rubber adhesive)10 压敏胶粘剂(pressure sensitive adhesive)11）光敏胶粘剂(photosensitive adhesive)12）无机胶粘剂(inorganic adhesive)(各种胶粘剂的具体组成、性能、用途等请参见课本参见课本P116118)202 2、胶粘剂的应用领域、胶粘剂的应用领域机械工业；电子电器工业；汽车工业；航空宇航工业；纺织工业；木材工业；医疗卫生业21四、四、 粘涂技术粘涂技术表面粘涂技术：是将加入二硫化钼、金属粉末、陶瓷粉末和纤维等特殊填料的胶粘剂，直接涂覆于材料或零件表面
15、，使之具有耐磨、耐蚀、绝缘、导电、保温、防辐射等功能的一项新技术。 粘涂技术是粘结技术的一个分支，目前主要应用于表面强化和修复。 粘涂具有粘结技术的大部分优点，如应力分布均匀、容易做到密封、绝缘、耐蚀和隔热等。它的工艺简单，不需要专门设备，而是将配好的胶涂覆于清理好的零件表面，待固化后进行修复即可。22第三节第三节 堆焊堆焊一、一、 堆焊堆焊 是指将具有一定使用性能的材料借助一定的热源手段熔覆在基材表面，使母材具有特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。 堆焊既可用于修复材料的缺陷，亦可用于强化材料或零件的表面，使材料具有本来不存在的性能，例如高的耐磨性，良好的耐蚀性等。23二、二、堆
16、焊层组织结构堆焊层组织结构 焊缝的一次结晶组织近似于铸锭的结晶组织。由于熔池体积很小，冷却速度迅速，主要是柱状晶组织，等轴晶组织较少。如果基体是钢，在界面附近由于过热会引起基体金属晶粒的长大。基体金属或焊层金属在冷却过程中有相变发生，会发生二次结晶。二次结晶所得组织符合一般的固体相变结晶规律。 24三、三、 常用堆焊材料与堆焊方法常用堆焊材料与堆焊方法1. 1. 常用堆焊材料常用堆焊材料 常用堆焊材料有铁基、镍基、钴基、碳化钨基和铜基等。 (1) (1) 铁基堆焊合金铁基堆焊合金1) 低合金钢堆焊材料 珠光体类的堆焊材料 马氏体类堆焊材料 2) 中、高合金钢及合金铸铁堆焊材料 高速钢及热作工具
17、钢、冷作工具钢堆 焊材料 高锰钢及铬锰钢堆焊材料 高铬钢及铬镍钢堆焊材料 合金铸铁堆焊材料 25(2) (2) 镍基堆焊材料镍基堆焊材料Ni-Cr-W-SiNi-Cr-B-Si型Ni-Cr-Mo-W(3) (3) 钴基堆焊材料钴基堆焊材料 主要指钴铬钨堆焊材料，即通常所说的斯太利合金，含铬25%33%，钨3%21%。该堆焊层在650左右仍能保持较高的硬度。此外，堆焊层具有一定的耐腐蚀性能和优良的抗粘着磨损性能。26(4) (4) 铜基堆焊材料铜基堆焊材料 铜基堆焊材料分为紫铜、黄铜、青铜和白铜四种。形式有焊条、焊丝和堆焊用带极。铜基堆焊材料具有较好的耐大气、耐海水和耐各种酸碱溶液的腐蚀，耐气蚀
18、和金属间磨损的性能，常用于以铁基材料为母材的双金属零件的制备或磨损工件的修补。(5) (5) 碳化钨堆焊材料碳化钨堆焊材料 碳化钨是硬质合金的重要成分。堆焊用的碳化钨分为铸造碳化钨和烧结碳化钨两类。铸造碳化钨中碳的质量分数为3.7%4.0%，钨的质量分数为95%-96%，它是WC-W2C的混合物。这类合金硬度高，耐磨性好，但脆性大，加工过程中容易碎裂脱落。当加入质量分数为5%15%的钴可以降低熔点，增加韧性。272. 2. 常用堆焊方法常用堆焊方法(1)氧-乙炔堆焊 氧-乙炔火焰的温度较低（30503100），将它应用于堆焊时能得到非常小的稀释率（1%10%）和小于1mm厚的均匀薄堆焊层。同时
19、，该堆焊方法设备简单、使用方便、成本低。其缺点是生产率低、工人的劳动强度大。该法一般用于堆焊较小的零件，如内燃机排气阀阀面、农机零件等。(2) (2) 手工电弧堆焊手工电弧堆焊 手工电弧堆焊的设备简单、机动灵活、成本低，应用实心堆焊焊条和管状焊条能获得范围较大的堆焊合金，因此应用范围广。但是，它的稀释率较高、生产率较低、堆焊层不太平整，堆焊后的加工量较大，因此通常应用于少量零件的修复和强化。28(3) (3) 埋弧堆焊埋弧堆焊 单丝埋弧堆焊的熔深大、稀释率高（30%60%）、生产率中等。多丝埋弧堆焊电弧可以周期性的从一根焊丝移向另一根焊丝，熔敷率大大提高，而稀释率大为降低。带极埋弧堆焊是用金属
20、带来代替焊丝作电极，其熔深浅、稀释率低，熔敷率很高。(4) (4) 气体保护和自保护明弧堆焊气体保护和自保护明弧堆焊 熔化极气体保护堆焊是用CO2、Ar或混合气体作为保护气体，它有较高的熔敷率，但是稀释率也较高（大约15%25%）。非熔化极惰性气体保护堆焊，主要以手工送进各种合金焊丝进行堆焊。这种方法的保护效果好，合金元素的过渡系数高，稀释率比熔化极气体保护堆焊低，但是生产率低，保护气体昂贵。不加保护气体的自保护药芯焊丝的明弧堆焊的设备简单、方便灵活，但是堆焊时的飞溅较大。29(5) (5) 震动电弧堆焊震动电弧堆焊 细直焊丝相对于零件表面作一定频率和振幅的震动，使焊丝和工件间产生短路和脉冲放
21、电，从而使焊丝可以在较低的电压（12V22V）并以较小的熔滴稳定而均匀地过渡到工件表面，形成一层薄而均匀的堆焊层。特点是熔深浅、热影响区小、零件变形小，生产率高、劳动条件也较好等一系列优点。但是电弧区保护作用差，含氢量高，堆焊层组织和硬度不均匀等。因此常向电弧区喷射一定量的水蒸气、二氧化碳等或采用焊剂作为保护介质。(6) (6) 电渣堆焊电渣堆焊 熔敷率最高，极板电渣堆焊的熔敷率可达150kg/h，堆焊的厚度也很大，但是稀释率不高。缺点是堆焊层严重过热，焊后需要热处理，堆焊层一般不能太薄。因此，它适用于需要较厚堆焊层、堆焊表面形状比较简单的大中型零件。30(7) (7) 等离子弧堆焊等离子弧堆
22、焊 由于等离子弧的温度很高，有高的堆焊速度和高的熔敷率，稀释率很低（最低可达5%左右）。缺点是设备成本高，堆焊时有很强的紫外线辐射和臭氧污染，需要有效的保护。31第四节第四节 热喷涂热喷涂1 1、热喷涂技术、热喷涂技术 是使用某种方式的热源，使喷涂材料加热至熔融或半熔融状态，用高压气流将其雾化，并以一定速度喷射到经过预处理的零件表面，从而形成涂层的表面加工技术。322. 2. 热喷涂特点热喷涂特点 热喷涂技术作为一种对材料表面改性的重要手段，和其它表面技术相比，有其自己与众不同的特点，主要包括以下几个方面：（1）热喷涂方法多 热喷涂具体方法有十几种，可以选择合适的方法对零件进行热喷涂。（2）热
23、喷涂材料种类广泛 金属及其合金、陶瓷、塑料、尼龙以及它们的复合材料等都可以作为喷涂材料。（3）基体材料使用范围广 几乎所有的固体材料表面都可以热喷涂，一般也不受零件尺寸及场地限制。既可以大面积喷涂，也可以进行局部喷涂。33（4）基体材料受影响小 喷涂时可使基体控制在较低温度，基体变形小，组织和性能变化小，保证了基体质量基本不受影响。（5）涂层厚度可以控制 涂层厚度从几十微米到几微米，可以根据要求确定。（6）操作环境较差 存在粉尘、烟雾和噪声等问题，因此需要加强保护措施。343 3、热喷涂涂层的形成机理、热喷涂涂层的形成机理喷涂材料从进入热源到形成涂层可以划分为以下四个阶段：（1）喷涂材料的熔化
24、）喷涂材料的熔化 粉末喷涂材料进入热源高温区域，被加热到熔化态或软化态；线材喷涂材料的端部在热源高温区加热熔化，熔化的材料以熔滴形式存在于线材端部。（2）熔化的喷涂材料的雾化）熔化的喷涂材料的雾化 对于线材喷涂时，端部的熔滴在外加压缩气流或热源自身射流的作用下脱离线材端部，并雾化成细小熔滴向前喷射；在粉末喷涂时，不存在粉末的细化和雾化过程，直接在压缩气流或热源射流推动下发生喷射。353 3、热喷涂涂层的形成机理、热喷涂涂层的形成机理（3）粒子的飞行阶段）粒子的飞行阶段 熔化或软化的微细颗粒首先被气流或射流加速。（4）粒子的喷涂阶段）粒子的喷涂阶段 具有一定速度和温度的粒子到达基材表面，与基材发
25、生强烈的碰撞。粒子在碰撞的瞬间撞击基体表面或撞击已经形成的涂层，把动能转化为热能后传给基体，同时粒子在凹凸不平的表面发生变形，形成扁平状粒子，并且迅速凝固成涂层。喷涂的粒子不断飞向基材表面，产生碰撞-变形-冷凝的过程，变形粒子和基材之间及粒子和粒子之间相互交叠在一起，形成涂层。涂层形成过程如下图所示。36 冲击 碰撞 变形 凝固-收缩热喷涂涂层形成过程示意图374 4、 涂层的结合机理涂层的结合机理 涂层的结合包括涂层和基材的结合及涂层之间的结合。前者的结合强度称为结合力，后者的结合强度称为内聚力。热喷涂层可能的结合机理如下：1）机械结合）机械结合 熔融态的粒子撞击到基材表面，铺展成扁平状的液
26、态薄层，嵌合在起伏不平的表面形成机械结合，又称为抛锚效应。机械结合和基材表面的粗糙程度密切相关。如果对基体不进行粗化处理，而进行抛光处理，热喷涂层的结合力很弱。相反，使用喷砂、粗车、车螺纹或化学腐蚀等方法粗化基体表面，涂层和基体的结合强度提高。382）物理结合）物理结合 当高速运动的熔融粒子撞击基体表面后，若界面两侧紧密接触的距离达到原子晶格常数范围内时，产生范德华力，提高基体和涂层间的结合强度。基体表面的干净程度直接影响界面两侧喷涂粒子和基体间的原子距离，因此要求表面非常干净且处于活化状态。喷砂可使基体表面呈现异常清洁的高活性的新鲜金属表面，然后立即喷涂能够增加物理结合程度，从而提高基体和涂
27、层的结合强度。3）扩散结合）扩散结合 当熔融的喷涂粒子高速撞击基体表面形成紧密接触时，由于变形和高温作用，基体表面的原子得到足够的能量，使涂层与基体之间产生原子扩散，形成扩散结合。扩散的结果使在界面两侧微小范围内形成一层固溶体或金属间化合物，增加了涂层和基体之间的结合强度。394）冶金结合）冶金结合 当基体预热，或喷涂粒子有高的熔化潜热，或喷涂粒子本身发生放热化学反应（如Ni/Al）时，熔融态的粒子和局部熔化的基体之间发生“焊合”现象，产生“焊点”，形成微区冶金结合。由于凝固时间（或化学反应时间）很短，“焊点”不可能很强，但是对粒子和基体间及粒子间都会产生增强作用。在喷涂放热型反应的粘结底层时
28、，在基体表面微区内，特别是在喷砂后的突出尖部，接触瞬间温度可高达基体的熔点，容易产生这种结合方式。 喷涂粒子间的结合是以机械结合为主，物理结合、扩散结合、冶金结合、晶体外延等综合作用也有一定效果。40 5、热喷涂材料热喷涂材料 热喷涂材料是涂层的原始材料，在很大程度上决定了涂层的物理和化学性能。在此主要介绍热喷涂线材、热喷涂粉末和复合材料粉末。1）. 热喷涂线材 线材包括碳钢丝、不锈钢丝、铝丝、铜丝、复合喷涂丝及镍、铜、铝的合金丝等。2）. 热喷涂粉末 粉末材料可以分为金属及合金粉末、陶瓷粉、复合材料粉末和塑料颗粒等。4142Flame spraying oPrinciple:o In the
29、se processes, a consumable (usually a powder or a wire) is heated and propelled onto a substrate to form a coating. Schematic of the powder flame spray processSchematic of the wire flame spray process43Characteristics of flame spraying1.Flame spraying is the oldest of the thermal spraying processes.
30、 A wide variety of materials can be deposited as coatings using this process and the vast majority of components are sprayed manually. Flame spraying has distinct advantages, including ease of application and low cost, compared with the other spraying processes. These benefits make it a widely used
31、process.2.Flame spraying uses the heat from the combustion of a fuel gas (usually acetylene or propane) with oxygen to melt the coating material, which can be fed into the spraying gun as a powder, wire or rod. The consumable types give rise to the two process variants: 44lPowderflamespraying:Forthe
32、powderflamesprayingprocess,powderisfeddirectlyintotheflamebyastreamofcompressedairorinert gas (argon or nitrogen). Alternatively, It isimportant that the powder is heated sufficiently as itpassesthroughtheflame.Thecarriergasfeedspowderintothecentreofanannularcombustionflamewhereitis heated. A second
33、 outer annular gas nozzle feeds astreamofcompressedairaroundthecombustionflame,which accelerates the spray particles towards thesubstrateandfocusestheflame.lWireflamesprayingInthewireflamesprayingprocess,thewirefeedrateand flame settings must be balanced to producecontinuousmeltingofthewiretogiveafi
34、neparticulatespray. The annular compressed airflow atomises andacceleratestheparticlestowardsthesubstrate.Applications of flame sprayingoFlamesprayingiswidelyusedwherelowercoatingcostsaredesiredandalowercoatingqualitycanbetolerated.Sometypicalapplicationsinclude:oCorrosionprotectionofstructuresandco
35、mponents(e.g.bridges,offshoreplatforms,LPGbottles)withaluminiumorzinccoatings.Aluminiumismoreexpensive,buthasresistancetoacidicgaseousatmospheres(suchasthoseassociatedwiththeproductsoffossilfuelcombustion),aswellasneutralsolutions,suchassaltwater.Zinchasresistancetoalkalinecorrosion.Flamesprayingisa
36、lsousedtospraycorrosionresistantthermoplasticpolymercoatings.oReclamationofwornshafts,particularlyofbearingareaswithmaterialssuchasstainlesssteelorbronzealloys.Thecoatingsproducedarequiteporousandlubricantscanbeabsorbedintothecoating,enhancingtheperformanceofthebearing.46Arc sprayingoPrinciple: Arcs
37、prayingisthehighestproductivitythermalsprayingprocess.ADCelectricarcisstruckbetweentwocontinuousconsumablewireelectrodesthatformthespraymaterial.Compressedgas(usuallyair)atomisesthemoltenspraymaterialintofinedropletsandpropelsthemtowardsthesubstrate. 50Arc sprayingoCharacteristics:1.The process is s
38、imple to operate and can be used either manually or in an automated manner. It is possible to spray a wide range of metals, alloys and metal matrix composites in wire form. In addition, a limited range of cermet coatings (with tungsten carbide or other hard materials) can also be sprayed in cored wi
39、re form, where the hard ceramic phase is packed into a metal sheath as a fine powder. 2.A combination of high arc temperature and particle velocities greater than 100 m.sec-1 gives arc sprayed coatings superior bond strengths and lower porosity levels when compared with flame sprayed coatings. Howev
40、er, use of compressed air for droplet atomisation and propulsion gives rise to high coating oxide content.51The typical performance of arc spraying compared with other thermal spraying processes52Applicationso Arc spraying has the highest deposition rate of the thermal spraying processes and can be
41、used to spray large areas or large numbers of components on repetitive production line operations. Typical applications include: 1.Spraying of large structures such as bridges and offshore fabrications with zinc and aluminium to give corrosion protection. 2.Reclamation of engineering components such
42、 as journals, bearings and shafts with steel and bronze alloys. 3.Spraying of electronic component housings with copper, zinc and aluminium to give conductive coatings which provide shielding from electromagnetic interference. Camshaft bearing recovered by arc spraying with 13% Cr steel 53Risks and
43、precautionsAswithallthethermalsprayingprocessesthereareparticularhealthandsafetyissuesthatmustbeaddressedbeforespraying1.Extractionofdustandfume-Allthermalsprayingprocessesproducedustandfume.Therefore,adequateextractionorventilationtoremovethisdustandfumefromtheparticularworkingenvironmentshouldbepr
44、ovided.Inaddition,iftheoperatorisexposedtothisenvironment,thensuitablebreathingequipmentshouldbeconsidered.2.Arceye-ArcsprayingproduceslargeamountsofUVradiationandweldingtypeeyeprotectionisneeded.Thecorrectgradeofweldingscreenmustbeused.UsersshouldrefertoEN169whichspecifiesarangeofpermanentfiltersha
45、desofgraduallyincreasingopticaldensitywhichlimitexposuretoradiationemittedbydifferentprocessesatdifferentcurrents.Itmustbestressedthatshadenumbersindicatedinthestandardandthecorrespondingcurrentrangesareforguidanceonly.3.Fireorexplosionofdustandfume-Buildupofsomemetalsintheformofdustcanleadtofireand
46、explosions.Thisisofconcernforpowdersofaluminiumandzinc.Toavoidthis,adequateprovisionforextractionandfiltrationofthespraydust,alongwithregularcleaning,shouldbeprovided.Thedustshouldnotbeallowedtogetdampasthiscanleadtoevolutionofhydrogengas.Additionally,sourcesofignitionshouldbeavoidedsuchasstaticchar
47、gesfromrotatingequipment,forexamplefansintheducting.54Plasma sprayingPrinciple:TheplasmasprayingprocessusesaDCelectricarctogenerateastreamofhightemperatureionisedplasmagas,whichactsasthesprayingheatsource.Thecoatingmaterial,inpowderform,iscarriedinaninertgasstreamintotheplasmajetwhereitisheatedandpr
48、opelledtowardsthesubstrate.Becauseofthehightemperatureandhighthermalenergyoftheplasmajet,materialswithhighmeltingpointscanbesprayed.56Characteristicsofplasmaspraying:Plasmasprayingproducesahighqualitycoatingbyacombinationofahightemperature,highenergyheatsource,arelativelyinertsprayingmediumandhighpa
49、rticlevelocities,typically200-300m.sec-1.However,someairbecomesentrainedinthespraystreamandoxidationofthespraymaterialmayoccur.Thesurroundingatmospherealsocoolsandslowsthespraystream.Vacuumplasma(VPS)orlowpressureplasmaspraying(LPPS)reducestheseproblemsbysprayinginvacuumoralowpressure,inertgasenviro
50、nment.Plasmasprayingiswidelyappliedintheproductionofhighqualitysprayedcoatings.Application of plasma spraying1.Spraying of seal ring grooves in the compressor area of aeroengine turbines with tungsten carbide/cobalt to resist fretting wear. 2.Spraying of zirconia-based thermal barrier coatings (TBCs
51、) onto turbine combustion chambers. 3.Spraying of wear resistant alumina and chromium oxide ceramic onto printing rolls for subsequent laser and diamond engraving/etching. 4.Spraying of molybdenum alloys onto diesel engine piston rings. 5.Biocompatible hydroxyapatite coatings for prostheses. 58Examp
52、les of plasma sprayingAeroengine turbine duct witha thermal barrier coating 59Principle: isbasicallythesameasthecombustionpowdersprayprocess(LVOF)exceptthatthisprocesshasbeendevelopedtoproduceextremelyhighsprayvelocity.ThereareanumberofHVOFgunswhichusedifferentmethodstoachievehighvelocityspraying.uO
53、nemethodisbasicallyahighpressurewatercooledHVOFcombustionchamberandlongnozzle.Fuel(kerosene,acetylene,propyleneandhydrogen)andoxygenarefedintothechamber,combustionproducesahothighpressureflamewhichisforceddownanozzleincreasingitsvelocity.PowdermaybefedaxiallyintotheHVOFcombustionchamberunderhighpres
54、sureorfedthroughthesideoflavaltypenozzlewherethepressureislower.uAnothermethodusesasimplersystemofahighpressurecombustionnozzleandaircap.Fuelgas(propane,propyleneorhydrogen)andoxygenaresuppliedathighpressure,combustionoccursoutsidethenozzlebutwithinanaircapsuppliedwithcompressedair.Thecompressedairp
55、inchesandacceleratestheflameandactsasacoolantfortheHVOFgun.Powderisfedathighpressureaxiallyfromthecentreofthenozzle.High Velocity Oxygen Fuel Thermal Spray Process -HVOFCharacteristics of HVOFlThe coatings produced by HVOF are similar to those produce by the detonation process. HVOF coatings are ver
56、y dense, strong and show low residual tensile stress or in some cases compressive stress, which enable very much thicker coatings to be applied than previously possible with the other processes.lThe very high kinetic energy of particles striking the substrate surface do not require the particles to
57、be fully molten to form high quality HVOF coatings. This is certainly an advantage for the carbide cermet type coatings and is where this process really excels.lHVOF coatings are used in applications requiring the highest density and strength not found in most other thermal spray processes. New appl
58、ications, previously not suitable for thermal spray coatings are becoming viable.61High velocity oxyfuel(HVOF) sprayingthe versatile, high deposition rate thermal spraying process for dense, high performance coatings 62Principle:TheDetonationgunbasicallyconsistsofalongwatercooledbarrelwithinletvalve
59、sforgasesandpowder.Oxygenandfuel(acetylenemostcommon)isfedintothebarrelalongwithachargeofpowder.Asparkisusedtoignitethegasmixture and the resulting detonation heats and accelerates the powder tosupersonicvelocitydownthebarrel.Apulseofnitrogenisusedtopurgethebarrelaftereachdetonation.Thisprocessisrep
60、eatedmanytimesasecond.Thehighkineticenergyofthehotpowderparticlesonimpactwiththesubstrateresultinabuildupofaverydenseandstrongcoating.Detonation Thermal Spraying Process Cold spray coating processDr Antolli Papyrin and colleagues at the Russian Academy of Sciences were the first to demonstrate the c
61、old spray process in the mid-1980s.Principle:The Cold Spray process basically uses the energy stored in high pressure compressed gas to propel fine powder particles at very high velocities (500 - 1500 m/s). Compressed gas (usually helium) is fed via a heating unit to the gun where the gas exits thro
62、ugh a specially designed nozzle (laval type mostly) at very high velocity. Compressed gas is also fed via a high pressure powder feeder to introduce powder material into the high velocity gas jet. The powder particles are accelerated and moderately heated to a certain velocity and temperature where
63、on impact with a substrate they deform and bond to form a coating. As with the other processes a fine balance between particle size, density, temperature and velocity are important criteria to achieve the desired coating. Characteristics of cold spray processuTheparticlesremaininthesolidstateandarer
64、elativelycold,sothebulkreactiononimpactissolidstateonly. Theprocessimpartslittletonooxidationtothespraymaterial,sosurfacesstaycleanwhichaidsbonding.Nomeltingandrelativelylowtemperatures result in very low shrinkage on cooling, plus with the high straininducedonimpact,thecoatingstendtobestressedincom
65、pressionandnotintensionlikeliquid/solidstatereactionsofmostoftheotherthermalsprayprocesses.Lowtemperaturesalsoaidinretainingtheoriginalpowderchemistryandphasesinthecoating,withonlychangesduedeformationandcoldworking.Bondingreliesonsufficient energy to cause significant plastic deformation of the par
66、ticle andsubstrate.Underthehighimpactstressesandstains,interactionoftheparticleandsubstratesurfacesprobablycausedisruptionofoxidefilmspromotingcontactofchemicallycleansurfacesandhighfrictiongeneratingveryhighlocalisedheatingpromotingbondingsimilartofrictionorexplosivewelding.uCoatingsatpresentarelim
67、itedtoductilematerialslikealuminium,stainlesssteel,copper,titaniumandalloys.Hardandbrittlematerialslikeceramicscannotbesprayedinthepureform,butmaybeappliedascompositeswithaductilematrixphase.Substratematerialsarealsolimitedtothosethatcanwithstandtheaggressiveactionofthesprayparticles.Softorfriablesu
68、bstrateswilleroderatherthanbecoated.uThecoldsprayprocessisstillprimarilyintheresearchanddevelopmentstageandonlynowbecomingcommerciallyavailable.66Cold Spray Process Advantages:pLow temperature process, no bulk paticle melting lretains composition/phases of initial particles lvery little oxidation lh
69、igh hardness, cold worked microstructure leliminates solidification stresses, enables thicker coatings llow defect coatings llower heat input to work piece reduces cooling requirement lpossible elimination of grit blast substrate preparation pNo fuel gases or extreme electrical heating required pRed
70、uce need for masking67Cold Spray Process DisadvantageslHard brittle materials like ceramics can not be sprayed without using ductile binders lNot all substrate materials will accept coating lHigh gas flows, high gas consumption. Helium very expensive unless recycled lStill mainly in research and dev
71、elopment stage, little coating performance/history data 68Possible Uses for Cold Spray CoatingslCorrosion protection, where the absence of process-induced oxidation may offer improved performance lElectrical and thermal, where the absence of process-induced oxidation may offer improved conductivity
72、lPre-placement of solders and coatings where purity is important 69In summary:Cold spray process Powder compressed gas (helium), heat70Hard chrome platingoAdvantages:Solutionforwear,erosion,corrosionresistanceanddimensionalreclamationformanyyears.areasonablecostperunitofsurfacearea,oDisadvantages:li
73、mitationsonthicknessbuild-up,partsize,andinsomeinstancesperformanceinservice.Overthepastfewyears,costshavebeensteadilyescalatingduetothegrowingenvironmentalpressuresandlegislationimposedonthechromeplatingprocessandthedisposalofitsby-products.oAlternativetechnologyThermalsprayingtofindalternativeproc
74、essesthatoffersimilarcharacteristicstohardchromeplating,butwithouttheconsequentrisks.Thermalsprayingtechnologyisincreasinglyofferingaviablealternativetothistechnology,andcouldprovidetheChromePlatingindustrywithcomplimentaryprocessesforpartprotectionandreclamation.71Benefits of Hard Chrome PlatingoHi
75、gh Hardness - Hardness value of Vickers 700-1000.oHistory - Well known, well established process with known properties and limitations.oSurface Coverage - Not a line of sight process, will work on inside diameters, and on complex geometry.oExcellent Surface Finish - A surface finish. oEconomical For
76、 Thin Deposits - Chrome plating is economical and reliable for very thin deposits, 25 to 100um (0.001 - 0.004”).72Limitations of Hard Chrome Plating(1)oAdhesion - Two primary reasons cause poor adhesion, especially on iron-based materials such as ductile and cast iron. 1.The first is improper or poo
77、r surface preparation and 2.the second is excessive micro cracking throughout the chrome plating. Micro-cracks, which extend from the surface, occur in the plating due to residual stresses (figure 1). When the micro-cracks extend all the way down to the substrate, separation of the plating may occur
78、.73Limitations of Hard Chrome Plating-(2)oSlowThroughput-Typicallyplatingrequiresaboutonehourtodepositathicknessof25m(0.001”)onanysizepart.oNodules/UnevenBuildup-Nodulesofexcessplatingbuild-upontocornerandedgeareaswherecurrentdensityishigh.Thiscreatesunevenbuildupandmaycausehighresidualstressesandth
79、ereforeadhesionproblems.Itwillalsoincreasefinishingtime.oMasking-Becausepartsmustbecompletelysubmerged,itisdifficulttomaskareasthatdonotrequireplating.oTankContamination-Contaminants,especiallyiron,affecttheconductivityoftheplatingsolutionandtherelatedparametersinvolvedmakingreproductionofplatingqua
80、litysometimesdifficult.74Benefits of Thermal Spraying(1)oLow Capital Investment - Compared to a chrome plating installation, a low capital investment in equipment required. Also, installation of a thermal spray system takes much less time and associated installation costs are low.oWaste Disposal - W
81、astes from thermal spraying are not toxic, but do contain elements requiring special disposal. Typically they are dry powders, some of which can be reactive. oCompetitive Application Costs - When parts are large enough and the coating thickness requirement is high, thermal spraying becomes very cost
82、 competitive with chrome plating.oNo Limitation On Size 0f Part - The thermal spray process has no real limitations on part size because there is no need for immersion in plating tank.oHigh Deposition Rates - Most of the thermal spray processes have a higher deposition rate than chromium plating.oOn
83、-Site Capability - Thermal spray equipment is portable and has on-site capability.oFewer Process Steps - Thermal spray coatings require fewer process steps to apply than chrome plating.oThicker Coatings - The thermal spray process has the ability to economically apply thicker coatings, in some cases
84、 up to 10mm.75Benefits of Thermal Spraying(2)oDenserCoatings-Coatingscanbeappliedwithalmosttheoreticaldensitywithnocrackpatterns(figure2).oUniformCoatingThickness-Thecoatingbuild-upwiththermalsprayingismuchmoreuniformovertheentirepart,dependingonautomationandpartgeometry.oMaterialsChoice-Thisisproba
85、blythesinglemostimportantbenefit.Individualapplicationscanbematchedtomaterialsdependinguponthespecificrequirementsforcorrosion,wear,servicetemperatureorotherfactors.76Other benefits include:oNo Hydrogen Embrittlement - No base metal hydrogen embrittlement problems.oNo Post Heat Treatment - No post h
86、eat-treatment or stress relief required.oNo Fatigue Debit - Chrome plating reduces the fatigue life of parts it is applied to, whereas, some thermal spray coatings can increase it.oFinish With Conventional Grinding - Thermal spray coatings can be finished with conventional grinding and polishing tec
87、hnologies, some can even be single point machined.oProcess Time - The decreased number of process steps, and high application rate can dramatically reduce turnaround time, which is increasingly a factor in repair applications.77Performance comparison between Chrome Plate and various thermal spray co
88、atings78Limitations of Thermal SprayingoLine of Sight Process - Some capability to coat inside diameters, and difficult geometry can mean significant automation programming.oNoise - Thermal spray processes vary in their sound output, some are as high as 135dB, this requires noise attenuation.oDust -
89、 All of the thermal spray processes produce dust particles as waste or over-spray which needs to be collected by dust collection for disposal, and also as a means of keeping the spray area clean.oProcess Parameters - A thorough understanding of the thermal spray process is required to produce the op
90、timum results. As with any technology, there is an associated learning curve.79Thermal Spraying vs. Hard Chrome Plating Overview oCapital Cost - The relative capital expenditure for establishing facilities with the same production capability is much greater for chrome plating than thermal spraying.o
91、Space - A thermal spray facility requires significantly less floor space than an equivalent plating facility.oEnergy Cost - For plating, approximately 15 watts of energy are required per square inch. As part size increases, so do the energy costs. For thermal spraying, part size affects coating appl
92、ication time, and depending on the process used, energy costs are similar.oWaste Disposal - Disposing of effluents from the plating process is becoming more and more costly. State and Federal regulations on pollution control require that each facility make substantial investments to adequately provi
93、de for waste treatment. Thermal spraying produces hazardous waste in the form of metallic dust, whose disposal is relatively easy.oMaterials Diversity - A chromium plating facility is a total commitment to one coating, whereas a thermal spray facility provides the capability of producing a broad ran
94、ge of coatings.8081Some Examples From Industry 827 7、喷涂层的性能测试与质量检验、喷涂层的性能测试与质量检验 涂层的性能反映了涂层的质量。涂层性能包括工艺性能、物理性能和化学性能。 工艺性能：工艺性能： 指涂层的结合强度、厚度、密度（或气孔率）、耐磨性； 物理性能：物理性能： 包括热膨胀系数、热导率、比 热及金相组织； 化学性能：化学性能： 指化学成分、耐蚀性等 83第五节第五节 电火花表面涂敷电火花表面涂敷1 1、电火花表面涂敷、电火花表面涂敷 是通过火花放电的作用，把作为电极的导电材料熔渗进金属工件的表层，从而形成合金化的表面强化层，使工
95、件表面的物理、化学性能和机械特性得到改善的处理方法。 目前，该工艺在模具、刀具和机械零件的强化与修复方面得到较为广泛的应用。842 2、电火花表面涂敷的原理、电火花表面涂敷的原理 电火花表面涂敷的基本原理是储能电源通过电极以10Hz1000Hz的频率在电极与工件之间产生火花放电，在10s5s到100s6s内电极与工件接触的部位达到800025000的高温，使放电能量在时间和空间上高度集中，同时由于放电的热作用、电磁力作用和机械作用而产生极大的放电作用力，将熔化化的电极材料扩散到工件表面，这就是所谓的电蚀现象。电极材料与工件材料产生冶金结合形成强化层 图7.10 强化层组成示意图基材热影响区扩散
96、层白亮层853 3、机械零件电火花表面强化的应用实例、机械零件电火花表面强化的应用实例86第六节第六节 熔结熔结一、一、 熔结熔结 将涂层熔化、凝结于金属表面，冷凝后形成与基体具有冶金结合的表面层。通常把这种表面冶金强化法简称为“熔结”。二、二、 两种方法：两种方法：一步法：直接喷焊；如，自熔性合金喷焊；两步法：先喷后熔；如，氧乙炔火焰喷焊 激光重熔；真空熔 结。真空熔结是在一定真空条件下迅速加热金属表面的涂层， 使之熔融并润湿基体表面，通过扩散互溶而在界 面形成一条狭窄的互溶区，然后涂层与互溶区一起冷凝结 晶，实现涂层与基体之间的冶金结合。87第七节第七节 热浸镀热浸镀一、一、 热浸镀热浸镀
97、 热浸镀简称热镀。将一种基体金属浸在熔融态的另一种低熔点金属中，在其表面形成一层金属保护膜的方法。 热浸镀层金属一般为锌（熔点锌（熔点锌（熔点锌（熔点419.5419.5419.5419.5）、铝（熔点）、铝（熔点）、铝（熔点）、铝（熔点658.7658.7658.7658.7）、锡（）、锡（）、锡（）、锡（231.9231.9231.9231.9）、铅（熔点）、铅（熔点）、铅（熔点）、铅（熔点327.4327.4327.4327.4）。钢铁是最广泛使用的基体材料，铸铁以及铜等金属也有采用热浸镀工艺的。88二、二、 热浸镀工艺热浸镀工艺 基本过程： 前处理热浸镀后处理按前处理不同，可分为： 熔
98、剂法 保护气体还原法 两大类。 熔剂法主要用于钢管、钢丝和零件的热浸镀；而保护气体还原法通常用于钢板的热浸镀。保护气体还原法典型的生产工艺称为森吉米尔法。其特点是将钢材连续退火与热浸镀连在同一生产线上。89三、三、 热浸镀锌热浸镀锌1 1、热浸镀锌原理、热浸镀锌原理 镀锌层形成过程：铁基表面被锌液溶解形成铁锌合金相层；合金层中的锌原子进一步向基体扩散，形成锌铁固溶体；合金层表面包络一薄锌层。 热浸锌层和基体结合强度高，有一定的韧性、硬度和耐磨性。当锌的腐蚀产物ZnO、Zn(OH)2及ZnCO3转化为ZnO3Zn(OH)膜(厚度0.01mm左右)时，比锌层的钝化膜有更好的化学稳定性，耐蚀性好。锌
99、层具有阴极保护作用，基体铁受到保护。902 2、 热浸镀锌钢材的性能与用热浸镀锌钢材的性能与用 热浸镀锌层的性能主要是耐蚀性。锌在大气中，开始时腐蚀较快，但很快生成一层保护膜，使腐蚀速率显著减慢。 在镀锌层没有破坏的情况下，它和其它隔离性防蚀层一样，可以起到隔离作用。当锌层发生破坏并显出铁点时，锌作为铁锌电池的阳极被溶解，与铁组成电池后仍起着牺牲阳极的保护作用。 镀锌层的其它性能如，附着力、焊接性能等。如果钢材和锌液成分适当，工艺条件正常，则都能满足一般的使用要求。91四、四、 热浸镀铝热浸镀铝1 1、 特点特点 铝的熔点是660，故镀铝溶液的温度高于热镀锌的温度，并且对工件表面的净化要求高。
100、工件热镀铝后表面易被污染或形成氧化铝膜条纹，因此，热镀铝比热镀锌要复杂。 钢板热镀铝通常也用森吉米尔法生产，工序与锌相似。2 2、 性能和应用性能和应用 热镀铝工艺较为复杂，但镀铝钢板与镀锌钢板相比，具有下列优点： 在海洋、工业、潮湿等条件下，耐蚀性更好。此外还有良好的耐硫化物腐蚀的性能； 优良的耐热性。致密的氧化膜可以阻止镀层进一步氧化，因此镀铝钢板可在500长期使用； 良好的热反射性； 无毒。92第八节第八节 搪瓷涂搪瓷涂敷敷一、概念一、概念1 1、搪瓷：、搪瓷： 是将玻璃质瓷釉涂敷在金属基体表面，经过高温烧结，瓷釉与金属之间发生物理化学反应而牢固结合，在整体上有金属的力学强度，表面有玻璃
101、的耐蚀、耐热、耐磨、易洁和装饰等特性的一种涂层材料。 它主要用于钢板、铸铁、铝制品等表面，应用广泛。2 2、 瓷釉瓷釉 是将一定组成的玻璃料块与添加物一起进行粉碎混合制成釉浆，然后涂烧在金属表面上而形成的涂层。3 3、釉浆、釉浆 将玻璃料块加入到球磨机，再加入球磨添加物，如陶土、膨润土、电解质和着色氧化物、最后再加水，经过充分球磨后就制得釉浆。93二、二、 瓷釉得基本成分玻璃料瓷釉得基本成分玻璃料 搪瓷都是根据具体应用而设计得，故玻璃料的差别往往较大。一般瓷釉主要由四类氧化物组成：RO2型如，SiO2, TiO2, ZrO2等；R2O3型如， B2O3, Al2O3等；RO型如， BaO, C
102、aO, ZnO等；R2O型如，Na2O, K2O, LiO等94第九节第九节 陶瓷涂层陶瓷涂层1 1、 陶瓷涂层陶瓷涂层 是以氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、氮化物、金属陶瓷和气体无机物为原料，用各种方法涂覆在金属等基材表面而使之具有耐热、耐蚀、耐磨以及某些光、电等特性的一类涂层。2 2、 陶瓷涂层工艺方法陶瓷涂层工艺方法 熔烧如，釉浆法 热喷涂法火焰喷涂；爆炸喷涂（Detonation spraying）；等离子体喷涂。 CVD法； 低温烘烤法：是将涂层原料预先混合，再与无机粘结剂或有机粘结剂及稀释剂 等一起球磨成涂料，用喷涂、浸涂或刷涂等方法涂覆在工件表面，然后自然干燥或在300以下低温烘
103、烤成涂层。其中以热喷涂陶瓷涂层应用最广泛。95第十节第十节 塑料涂敷（又称涂塑或喷塑）塑料涂敷（又称涂塑或喷塑）一、一、 塑料粉末分类塑料粉末分类1 1、 热固性粉末不能再重熔热固性粉末不能再重熔 主要有环氧树脂系、聚质系、丙稀酸树脂系等，这些树脂能与固化剂交联后成为大分子网状结构，从而得到不溶、不熔的坚韧而牢固的保护涂层，适宜于性能要求较高的防腐性或装饰性的器材表面。2 2、 热塑性粉末可以重熔热塑性粉末可以重熔 主要由热塑性合成树脂，如，聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、氟碳树脂等， 作为主要成膜物质。这种涂料经过熔化、流平，在水或空气中冷却即可固化成膜，配方中不加固化剂。 96二、二、 塑料粉末
104、涂敷方法塑料粉末涂敷方法1、静电喷涂法、静电喷涂法 它是利用高压静电电晕电场，在喷枪头部金属上接高压负电，被涂金属工件接地形成正极，两者之间施加30kV90kV的直流高压，形成较强的静电场。当塑料粉末从储粉筒经输粉管送到喷枪的导流杯时，导流杯上的高压负极产生电晕放电，由密集电荷使粉末带上负电荷，然后粉末在静电和压缩空气的作用下飞向工件（正极）。将附着在工件表面的粉末层加热到一定温度，使之熔融流平并固化后形成均匀、连续、瓶平滑的涂层。2 2、 流动浸塑法流动浸塑法3 3、其它涂敷方法。、其它涂敷方法。 略。请见课本。97三、三、 塑料涂敷的优点及前景塑料涂敷的优点及前景粉末涂料的优点优点在于： 无溶剂的挥发扩散，降低了大气污染公害； 由于粉末涂料可回收使用，涂料利用率可接近100%; 涂装一次可获得较厚的涂层，简化了工艺； 边角的覆盖率优良； 涂层性能优良；缺点缺点：更换涂料颜色、品种比普通涂料麻烦；98
