噴塗材料
正文
用於熱噴塗技術使工件表面獲得所需塗層的材料。熱噴塗技術是使噴塗材料加熱到熔融狀態，高速噴射到工件表面，形成所需塗層的工藝；如噴塗後的塗層再加熱重熔，即為噴焊。熱噴塗（焊）是一種套用廣泛的表面處理方法。1910年,瑞士人朔普（M.U.Schoop）發明熔化噴塗法。直到20年代，使用的噴塗材料主要是熔點較低的金屬。用量最多的是鋅和鋁，作為防蝕保護層；其次是鋼和銅合金，用於修補和裝飾。40年代，噴塗材料已擴大到使用難熔金屬，並且使用各種粉末。50年代初，陶瓷材料，特別是三氧化二鋁和二氧化鋯成了重要的保護塗層材料。70年代，大部分的固態工程材料，包括各種金屬及其合金，陶瓷和金屬陶瓷、塑膠等，以及這些材料的混合物和複合物都可用作噴塗材料。噴塗材料依形態可分為絲材和粉末兩類。絲材在噴塗時容易做到送料均勻，污染小，塗層質量穩定，沉積效率高，所以許多純金屬、合金鋼和有色金屬合金一般製成絲材使用。60年代初複合噴塗絲的出現使噴塗絲材的套用得到了很大發展。粉末噴塗材料主要包括難熔金屬及其合金、金屬化合物、陶瓷和金屬陶瓷等，在噴塗材料中已占很大的比重。噴塗材料依組成結構可分為單組元噴塗材料、合金噴塗材料、複合型噴塗材料和混合型噴塗材料四類。
單組元噴塗材料 包括各種純金屬和單一化合物材料，這類材料可以分別製成粉末、絲材、棒材使用。屬於這一類的有鎢、鉬、鉭、鈮、鋅、鋁、銅、錫、鉛、鎳、鐵、鈦、鋯等金屬以及一些金屬的氧、碳、氮、硼、矽化物。其中常用的如：鉬為結合層材料，鋅、鋁為抗海水、大氣腐蝕的保護材料,Al2O3和ZrO2為耐磨和熱禁止材料等。
合金噴塗材料 包括具有耐磨耐蝕綜合性能的不鏽鋼型材料，耐磨而又可以機加工的碳鋼型材料和有色金屬合金系列,如ni-Cr、Ni-Cr-W、Fe-Cr-Al、Co-Cr-Al-Y、Zn-Al、Ti-Ni、Al-Si等。此外，還包括一個重要的系列，即：自熔合金。自熔合金是目前套用最廣的噴焊材料，多製成粉末使用。這些合金中含有適量的矽和硼，使合金有較低的熔點，對基體有良好的浸潤性，並能保護噴焊層不發生氧化和夾渣。自熔合金多用於噴塗耐磨耐蝕塗層。自熔合金有鎳基、鈷基和鐵基等合金，典型系列為Ni-Cr-B-Si,Co-Cr-Ni-B-Si，Fe-Ni-Cr－B-Si等。其中，鎳基合金品種多，套用最廣。鈷基合金具有良好的綜合性能，但價格較貴，主要用於耐高溫的重要部件。
複合型噴塗材料 包括複合粉末和複合絲材。複合粉末是通過液相沉積、固相沉積、固相熱擴散等方法製成的。在製造過程中，組元之間不發生反應，不生成新相；它的每個顆粒都是多相非均質的。其品種繁多，如Ni/Al、Co/WC、Ni/Al2O3、Ni/Cr2O3、Ni/石墨、(Ni-Cr)/Cr2O3、 Ni/Cr、(Ni-Cr-Al)/硅藻土等。複合絲材是用金屬、金屬化合物或非金屬按一定比例、採用複合工藝製成，種類也很多，如Al/Ni、Al/（Ni+Cr）、Al/(不鏽鋼+ZrO2)、鋼/(鑄鐵+石墨+SiC)、聚合物/(Al2O3+TiO2)以及聚合物/(WC+Co)等,其中聚合物為處理過的聚氨酯和環氧樹脂。有些複合材料在噴塗過程中，組元之間發生放熱反應，釋放出大量的熱，大大提高熔滴溫度，使塗層與基體牢固結合，這些材料又稱自結合材料。複合噴塗材料用途很廣，可用作結合層、工作層以及一步塗層。
混合型噴塗材料 主要是混合粉末。即將二種以上的金屬、金屬化合物或複合粉末混合在一起。如Cr3C2+(Ni-Cr)，(Co/WC)+自熔合金+(Ni/Al)，BN+Al+(Ni-Cr)，Ni+石墨等。為消除混合粉末的不均勻,有些混合粉末添加樹脂，經烘乾、研磨、篩分等工序製成。樹脂在噴塗過程中受熱分解去除。混合粉末的組分可根據塗層要求確定。
噴塗材料的用途廣泛，不僅用於修復大量機械零部件，還能賦予工件表面以耐磨、耐蝕、耐高溫、抗氧化、抗熱震、抗輻射、隔熱、絕緣等工程特性。
參考書目
溶射協會編：《溶射便覧》,日刊工業新聞社，東京，1964。
