冷喷涂金属3D打印技术偏门,但应用市场大
发布时间:
2023-10-26
冷喷涂技术是20世纪80年代中后期由前苏联科学院理论与应用力学研究所的Papyrin等发明的一种涂层制备方法。研究发现当粉末喷涂速度超过某一临界值时,粉末与基底碰撞后就会在其表面沉积形成涂层。由此,他们在1990年提出了冷喷涂概念并发表了一篇关于冷喷涂的论文。随后,冷喷涂技术因其制备优势逐渐引起人们的关注,在材料表面涂层制备技术领域得到了迅速发展。与此同时,研究人员还开展了冷喷涂设备的研制、涂层沉积原理及涂层结构与性能的研究,对冷喷涂技术的发展与应用起到了积极推动的作用。
冷喷涂技术是20世纪80年代中后期由前苏联科学院理论与应用力学研究所的Papyrin等发明的一种涂层制备方法。研究发现当粉末喷涂速度超过某一临界值时,粉末与基底碰撞后就会在其表面沉积形成涂层。由此,他们在1990年提出了冷喷涂概念并发表了一篇关于冷喷涂的论文。随后,冷喷涂技术因其制备优势逐渐引起人们的关注,在材料表面涂层制备技术领域得到了迅速发展。与此同时,研究人员还开展了冷喷涂设备的研制、涂层沉积原理及涂层结构与性能的研究,对冷喷涂技术的发展与应用起到了积极推动的作用。
冷喷涂技术是基于空气动力学原理,利用压缩气体带动粉末颗粒通过拉瓦尔缩放喷管将其加速,使获得超音速的粉末颗粒碰撞基底发生塑性形变并沉积在基底表面形成涂层的一种新型喷涂技术。根据喷涂气压大小与送粉方式的不同,冷喷涂设备主要可分为高压(1.5~4.0MPa)和低压(0.6~1.5MPa)冷喷涂。高压冷喷涂设备系统主要以N2、He或两者的混合气体作为气源,其高压气路和粉末流动管道各自独立,喷涂粉末由缩放喷管的前端进入,在喷管内部与热气流混合后经缩放喷管加速喷出,设备系统相对庞大,多以固定式安放;此外,该设备喷涂温度相对较高(200~800℃),喷涂粉末速度可达300~1200m/s;涂层沉积速率高、结构均匀致密,可实现大面积涂层的快速制备;但同时也存在气体和粉体耗费量大、喷涂经济成本高及设备难搬运等缺点。
与高压冷喷涂设备系统相比,低压冷喷涂设备系统装置简单易携,喷涂粉末由缩放喷管的后段进入,经过加速、加热的气体带动粉末喷出;喷涂设备所需气体压力较小,多以压缩空气为载气,喷涂温度(200~650℃)较低,喷涂粉末速度约为350~700m/s,气体消耗量小,喷涂成本低,可用于涂层制备与破损零部件的增材修复等;但也存在涂层结合强度较低和沉积速率较小等缺点。
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