热喷涂粉末材料

热喷涂粉末材料

 

金属及合金粉末系指除自溶性合金粉末之外的所有热喷涂作用金属及合金粉末，是制备热喷涂涂层的一类重要涂层材料。对难于拉制成线材的、延展性差的金属或合金，则多制成粉末使用。热喷涂用金属及合金粉末，除了应该满足涂层功能要求之外，还必须满足热喷涂工艺的需要，即能均匀、流畅、稳定地输送。因此，形状、粒度及粒度分布、松装密度、流动性及表面质量等粉末的基本特性均与常规的粉末冶金用粉末有着基本的区别。热喷涂用粉末材料的主要特此那个包括：

（1）粉末形状 热喷涂粉末必须具有良好的流动性，以利于连续、均匀、流畅地送入喷射焰流中。球形粉末的流动性最好，因此，热喷涂粉末的开头最好呈球形或近似球形。金属及其合金粉末的霍尔流速一般为20-50s/50g。

球形粉末的比表面积最小，在热喷涂火焰的温度下，其表面受氧化其他杂质污染的程度比不规则粉末要小，且各种向受热均匀，有利于改善涂层的性能。

金属或合金的表面张力、溶化温度区间的宽窄、对氧的亲合力、雾化制粉方法及气氛等，都对熔融颗粒的球化有影响。气雾化方法是获得球形颗粒很有效的方法。

（2）粉末的粒度粉末粒度直接影响着粉末的输送、粉末的受热性和涂层的致密度。热喷涂用粉末粒度的选择，取决于喷涂热源的温度、喷涂材料的熔点、热导率、比热容和密度等材料固有特性，还与颗粒在火焰射流中的飞行熟读即停留时间有关。一般说来，熔点高、密度大、热导性的材料，对于同一热源，应选用较细的粉末；反之，则选用较粗的粉末。

（3）粉末的力度分布是指粉末体中不同粒度的粉末所占比率。若粉末粒度分布较宽，即大颗粒和小颗粒相差大，在喷射火焰中就会出现细粉末先溶化,粗粉末未溶化或熔融不好,造成喷枪嘴”结珠”堵枪和涂层结构不均匀等缺点。因此，为了获得均匀致密的涂层，应选用粒度分布范围窄的粉末但为了降低成本，则要选择粒度分布宽的粉末。显然，合理的粒度分布，应综合权衡。

（4）粉末的松装密度 指粉末松装而不摇震时单位容积粉末的重量，单位为g/cm3。松装密度是粉末体的一个综合性能，受材料的种类和成分、粉末的形貌、粒度和粒度分布、粉末内气体含量及表面干燥程度等状态诸因素的影响。材料的真密度大，粉末球形好，粒度较粗，则松装密度大，喷涂时粉末的沉积速率高。

（5）粉末的表面质量粉末材料有着极大的表面积。表3-86列出了不同粒度的球形粉末的表面特性。由表可见，当粒度从50um减小到2um时，则每立方厘米中全部颗粒的表面积增大近2.5×1011倍。因此，粉末材料的含氧量要比线材的含氧量高几个数量级，是影响涂层气孔率和氧化物夹杂增多的一个重要原因.显然,材料的种类和性质对粉末表面的氧化和吸潮能力有重要影响.镍及镍合金粉末的抗氧化能力较好,铁基粉末较差.而对氧化的亲合力大的活性金属如铝、钛、钼、锰等，其表面质量的控制对保证质量十分重要。喷涂之前，对粉末进行适当烘烤，是除去表面吸附潮气的有效办法。用氢气还原或真空处理，能有效的减少粉末表面的含氧量。