冷喷设备、三倍超音速喷涂

冷喷涂是基于空气动力学原理的一种喷涂技术。其工作过程是利高压气体低温加热，携带粉未颗粒，通过缩放管产生超音速气流，在金属粉未完全固态下从轴向撞击基体材料，通过较大的塑性流动变形而沉积于基体表面上形成涂层。冷喷涂可获得低含氧量、低内应力、高硬度、大厚度涂层、复合材料涂层。

工作原理：冷喷涂是基于空气动力学原理的一种喷涂技术。其工作过程是利高压氮气或氦气（6MPa-10MPa）低温加热，携带粉未颗粒，通过缩放管产生超音速气流(1300m/s-2000m/s)，在金属粉未完全固态下从轴向撞击基体材料，通过较大的塑性流动变形而沉积于基体表面上形成涂层的一种全新喷涂工艺。冷喷涂可获得低含氧量、低内应力、大厚度涂层及特殊复合材料涂层。  

冷喷技术的概念： 冷喷涂亦称为冷气体动力喷涂，它是以压缩气体（氮气、氢气、空气或混合气体等）作为加速介质，带动金属颗粒在固态下以极高的速度碰撞基板，使颗粒发生强烈的塑性变形而沉积形成涂层的一种新型喷涂技术。

冷喷涂技术原理： 冷喷涂是一种完全基于气动力学原理的喷涂技术。高压气体通过熔岩缩放管加速，产生超声速流动成为加速气体（也称为工作气体），同时粉末颗粒通过送粉气体送入高速加速气流中形成超声速气-固两相流，使颗粒在完全固态下高速撞击工件表面，通过颗粒强烈的塑性变形而沉积形成涂层。 冷喷涂与热喷涂最大的区别是：颗粒加热程度不同导致其撞击工件表面之前的状态不同：冷喷涂过程中为了达到气流的速度和对颗粒的加速效果，有时也对加速气体进行预热处理，但这种预热温度较低，一般在0-600°C，粉末颗粒仍保持固体状态；而热喷涂过程中颗粒被加热到熔融状态。 冷喷涂技术特点：表现为它与热喷涂技术对颗粒加热方式、加热程度不同，使颗粒撞击工件表面之前的状态不同，进而引起颗粒沉积行为和涂层形成机制的改变，最终导致冷喷涂层独特的组织和性能。

冷喷涂的优点：

1、喷涂速效高，可达3kg/h；沉积效率高，可达80%。

2、涂层的化学成分以及显微组织结构可与原材料保持一致，基本上不存在氧化、合金成分烧损、晶粒长大等现象，可以喷涂热敏感材料和活性金属及高分子材料，适用于非晶、纳米晶涂层的制作。

3、可以用不同物理化学性质的粉末机械混合制备复合材料涂层。

4、对基体热影响小，晶粒生长速度慢（有可能维持纳米组织结构），接近锻造组织（比传统涂层的硬度高），具有稳定的相结构和化学成分，基本不需要遮蔽，喷涂损失小，噴束宽度可调至<3mm。

5、涂层外形与基体表面形貌保持一致，可达高等级表面粗糙度，喷涂距离极短。

6、涂层的残余应力较低，且均为应力，降低了对涂层厚度的限制。

7、冷喷涂涂层结合强度较强，可达到100Mpa以上，完全能够满足航空、航天等领域强负荷和寿命的要求。

8、涂层致密，气孔少，致密度可达98%，可制备高热导率、高电导率涂层。冷喷涂纯铜涂层的电导率为90%，火焰喷涂涂层和HVOF喷涂涂层的电导率<50%。

9、涂层氧化物含量低，冷喷涂氧化物含量（质量分数）仅为0.2%，粉末火焰喷涂的氧化物含量、HVOF喷涂氧化物含量分别为1.1%和0.5%。

10、冷喷涂对环境基本没有污染，喷涂飞溅的粉末可以回收再利用。

11、操作简单、安全、无热辐射。        

 冷喷涂是基于空气动力学原理的一种喷涂技术。其工作过程是利高压气体低温加热，携带粉未颗粒，通过缩放管产生超音速气流，在金属粉未完全固态下从轴向撞击基体材料，通过较大的塑性流动变形而沉积于基体表面上形成涂层。冷喷涂可获得低含氧量、低内应力、高硬度、大厚度涂层、复合材料涂层。