超音速等離子噴涂是大氣等離子噴涂技術的一種。它是利用設計的噴槍陰陽極結構和與之相配套的電源與控制系統,供入較高壓力、大流量的工作氣體,噴嘴拉長電弧,使電弧受到強烈的機械、自磁和熱壓縮,從而得到能量密度非常高的超音速等離子射流,利用這種超音速等離子射流加熱、加速噴涂材料而獲得涂層的工藝過程稱為超音速等離子噴涂。

hvpl8000(high speed palms spring coating)這款設備是在我公司2023年引進國外核心部件-拉法爾噴頭、高能等離子發生器基礎上經過自主研發改進而成,具有了超音速噴涂速度高速度可達6馬赫,等離子噴涂的高溫(6000-8000度)適合噴涂耐高溫陶瓷合金粉 末,陶瓷粉 末利用率高,等離子功率穩定,等離子熱噴涂孔隙率低眾多優勢。

適合在各種金屬例如:灰鑄鐵,高錳鋼,碳鋼,不銹鋼表面噴涂,超音速等離子噴涂的烯碳陶瓷合金涂層具有高硬度,超耐磨,防腐耐高溫特性。

超音速等離子熱噴涂技術是利用等離子激發產生電離的高能量將難融的各類陶瓷粉 末(例如氧化鋁,氧化鋯,氧化釔,碳化硅,氮化硼)表面形成半融化后再利用拉法爾噴嘴產生的高速度噴涂沉積在金屬基體上,具有的基體與陶瓷涂層結合強度(50mp),具有硬度和強度,耐磨防腐,耐高溫氣流沖蝕,抗高能沖擊等眾多特點。

超音速等離子熱噴涂設備主要包括：

①噴槍：實際上是一個非轉移弧等離子發生器,是關鍵的部件,其上集中了整個系統的電、氣、粉 、水等。

②電源：用以供給噴槍直流電。通常為全波硅整流裝置。

③送粉 器：用來貯存噴涂粉 末并按工藝要求向噴槍輸送粉 末的裝置。

④熱交換器：主要用以使噴槍獲得有效的冷卻,達到使噴嘴延壽的目的。

⑤供氣系統：包括工作氣和送粉 氣的供給系統。

⑥控制框：用于對水、電、氣、粉 的調節和控制。

技術優勢明顯,具體如下

①溫特性,等離子射流的溫度可達上萬攝氏度,便于進行高熔點材料的噴涂；

②噴射粒子的速度高,所以得到的涂層平整光滑、致密度高、孔隙率低,而且粉 末沉積率很高；

③由于使用惰性氣體作為工作氣體,所以噴涂材料不易氧化；

④操作簡單,設備維護成本低,調節性能好。

真實數據：

超音速等離子熱噴涂耐高溫氣流沖蝕陶瓷合金熱障涂層應用于發動機葉片.噴射機翼保護

表面粗糙度sa0.5

復合熱障涂層厚度300-500μm

顯微硬度hv800-1100

hrc55~65

阿克隆磨耗小于15㎎

涂層結合強度90mpa

鹽 霧試驗時間不低于4000hr

耐高溫

氣流沖蝕1300-1600º

經過幾十年不斷的發展,等離子噴涂技術已成為航空航天、汽車船舶等領域中進行表面防護的一種重要表面處理工藝。近年來,隨著新材料的開發,針對某些特定的噴涂材料,可通過等離子噴涂技術制備出使基體獲得特殊功能的涂層,如壓電涂層、吸波涂層和疏水涂層等,應用領域涉及光伏、高鐵、雷達等眾多高新技術行業。

軸承

在機械行業中,由于實際使用工況較為復雜,機械設備中的軸承常常發生磨損和腐蝕現象,嚴重影響使用壽命。采用超音速等離子噴涂技術,可在軸承表面制備耐腐蝕涂層,既不影響軸承的強度,還可以對軸承起到較好的保護作用。適用于電機、發電機,特別是變頻電機的應用。

發動機

作為汽車的核心部件,發動機在運行中氣缸壁與活塞不斷摩擦,且高溫環境更使發動機磨損加劇。超音速等離子噴涂工藝能有效的減少磨損,延長發動機壽命。通過將融化后的耐磨材料粉 末高速噴射到基材上,從而形成致密、粘結強度高的等離子涂層。由于是在惰性氣體的工作環境中進行操作,故而的溫度下,涂層材料也不會被氧化。

、航空航天

以超音速飛機為例。超音速飛機的飛行速度約為5馬赫。這意味著飛機表面會產生高達2000-3000℃的高溫,且同時機身的表面部件會受到高壓及摩擦產生的結構損害。利用超音速噴涂技術及新型耐高溫復合材料,可有效保護涂層材料免受高溫、氧化的困擾。

總的來說,憑借溫加工、粘結強度高、不易氧化的特點,等離子涂裝具有涂裝沉積率高、生產、能耗低、綜合噴涂成本較低、涂層質量好（表現為涂層致密、結合強度高、耐磨損性能及耐沖蝕性能）等優勢,適用于高磨損、高溫高壓工作環境的零件表面加工,未來將成為更多涂裝應用的工藝。