[科普中国]-超音速火焰喷涂

超音速火焰喷涂(high-velocity oxygen-fuel)是1981年美国的Browing发明了发明的一种新型热喷涂技术。超音速火焰喷涂(HVOF)设备的核心为喷枪，喷枪由燃烧室（使喷涂材料粒子得到充分加热加速）、Laval喷嘴（将焰流加速到超音速）和等截面长喷管（使喷涂材料粒子得到充分加热加速）三部分组成。

简介超音速火焰喷涂是在八十年代初期，由美国Browning公司研制成功，并且先以JET-KOTE为商品推出[1]。经过几年的应用开发，该方法的优点逐渐被认识和接受。由此，世界上发达国家，投入了大量的财力对HVOF进行研究开发。于八十年代末九十年代初期，先后又有数种HVOF喷涂系统研制成功，井投入市场。如金刚石射流(Diamond-jet) ，冲锋枪(Top-gun)，连续爆炸喷涂(CDS，Continuous detonationspraying) ，射流枪(J-gun) ，高速空气燃料系统(HVAF，High-velocity air-fuel) 等1。

工艺流程超音速火焰喷涂工艺流程：

1.施工前的准备工作；

2.表面预处理；

3.喷涂；

4.喷涂后处理2。

工作原理工作原理：由小孔进入燃烧室的液体燃烧，如煤油，经雾化与氧气混合后点燃，发生强烈的气相反应，燃烧放出的热能使产物剧烈膨胀，此膨胀气体流经Laval喷嘴时受喷嘴的约束形成超音速高温焰流。此焰流加热加速喷涂材料至基体表面，形成高质量涂层2。

应用超音速火焰是利用丙烷、丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室内，或在特殊的喷嘴中燃烧产生的高温、高速燃烧焰流，燃烧焰流速度可达五马赫(1500m/s)以上。通常被称作HVOF(High-velocityoxygen-fuel)。将粉末轴向送进该火焰，可以将喷涂粒子加热至熔化或半熔化状态，并加速到高达300-500m/s，甚至更高的速度，从而获得结合强度高、致密的高质量的涂层。超音速火焰速度很高，但温度相对较低，对于WC-Co系硬质合金，可以有效地抑制WC在喷涂过程中的分解，涂层不仅结合强度高，且致密，耐磨损性能优越，其耐磨损性能大幅度超过等离子喷涂层，与爆炸喷涂层相当，也超过了电镀硬铬层、喷熔层，应用极其广泛3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学