冷喷锌和热喷锌相比有什么优势

热喷涂涂层般用于低熔点金属喷涂热喷锌、热喷铝；电镀能电位太负金属铝；化镀更能镀电位较负金属锌、铝等热喷涂镀层般都较厚防腐能力强装饰性强；单层电镀层防腐能力较差（锌镍合金防腐能力强比热喷涂仿佛）组合所提高装饰性强缺点镀层厚度均尤其形状复杂工件甚至漏镀；化镀镀层均匀并适合刷镀镀层单防腐性差装饰性差镀层孔隙率低建议 这样的提问是 没有意义的 可以自己查阅下资料

热浸镀锌与电弧喷锌（铝）涂层都是户外钢结构防腐蚀的有效方法。鉴于热浸镀锌在制造工艺、涂层性能等方面与电弧喷锌（铝）存在较大差别，一般来说，在海洋、酸雨和工业大气等严重腐蚀环境下、钢结构件形状复杂时和根求防腐蚀年限在25年以上时，采用电弧喷锌（铝）长效防腐技术是最佳选择。文献资料表明，热浸镀锌涂层仅可以提供一般腐蚀环境下钢结构10年以上的防腐寿命，镀层厚度必须达到85μm以上且要外加有机涂料进行涂装，事实上热镀锌表面涂装有机涂层的结合力是比较低的，很难保证漆膜长时间不脱落。在ISO14713标准和BS5493标准中，对于海洋环境等严重腐蚀环境，只有热喷涂锌或铝涂层（封闭最好）可以达到首次免维护30年以上。电弧喷涂与热浸镀技术的对比对比项目电弧喷涂（锌）热浸镀（锌）涂层形成原理利用电弧喷涂设备，将纯金属线材（锌、铝及其合金等）通过电弧加热、熔融、雾化、喷涂到经喷砂除锈后的钢铁工件表面，形成电弧喷涂层。再经有机封闭涂料封闭和面漆涂装，可形成具有良好外观的长效防腐复合涂层。钢铁工件经酸洗除锈后，浸入480~520℃的高温热浸镀锌熔池数分钟后，使工作沾满锌液，再提出工件浸入常温水中冷却形成热镀锌镀层。涂层厚度无论是机械化喷涂还是人工喷涂，都可以获得厚度均匀的喷涂层。根据腐蚀环境和防护寿命要求的不同，可以设计不同的涂层厚度，喷涂操作时可以控制涂层厚度在50~1000μm之间的任意值。热浸镀锌工艺中，液态锌黏附在工件表面，由于低凹部位锌层较厚，镀层厚度存在不均匀性，也导致漆耐蚀性能的差别。镀锌层厚度薄，低于100μm。对工件尺寸的要求对工件尺寸没有要求，很大和很小的工件都能喷涂，但要求不能有喷不到的死角。受热浸镀镀槽的限制，尺寸较大的工件不能热浸镀。对工件的热影响对工件表面的确良升温一般不超过100~150℃，而且热量散失快，温度保持时间很短，不会造成工件变形和退火。温度高，对长的构件和薄壁工件必然会产生变形，因此在镀后需要对工件进行校直，对于形状复杂工件校直很难达到原状，校直过程中还可能会引起镀层局部损伤。前处理工艺喷砂除锈。酸洗除锈。残存的酸液难以冲洗干净，会在热浸镀锌后渗透出来继续腐蚀锌镀层。涂层修复电弧喷涂层形成过程中一般不会产生特别的缺陷，但在工件转运、现场安装、切割或焊接等过程中可能造成金属喷涂层的损伤，可以在现场采用电弧喷涂工艺对涂层进行即时修复，充分保证工件各个部份都获得等效的防护。无论是在镀层形成过程中，还是镀后加工中存在的镀层损伤和其他缺陷，或是焊接造成的涂层损坏，都无法用热浸镀锌工艺进行修复，只能采用热喷涂锌或涂刷富锌漆的方法修补。现场施工可以现场施工，甚至可以高空作业。只能在厂内热浸镀，不能现场施工。防护寿命电弧喷涂锌或铝涂层加封闭和面漆的复合涂层系统至少可以保护钢铁30~50年以上。防护寿命与镀层厚度有关，一般低于10~15年。寿命周期成本低较高

铝合金压铸件表面处理分为前处理和后处理，前处理是为了去除表面氧化皮、油污，增加后处理附着力及改善外观效果。铝合金压铸件表面前处理最常用的有抛丸、喷砂和磷化3种，后处理一般使用喷涂、氧化、电镀、电泳4种。其他的表面处理方法因成本的原因，只应用于有特殊要求的产品上。

从成本方面进行选择，前处理依次为抛丸→喷砂→磷化→抛光，喷涂→电泳→氧化→电镀。磷化后只能进行喷涂、电泳，不能再做氧化、电镀处理。

从装饰和防腐蚀方面进行选择，前处理依次为抛光→磷化→喷砂→抛丸，氧化→电镀→喷涂→电泳。

汽车发动机壳体一般采用抛丸→喷涂处理。

表面前处理方法

1、手工处理：

如刮刀、钢丝刷或砂轮等。用手工可以除去工件表面的锈迹和氧化皮，但手工处理劳

动强度大、生产效率低，质量差，清理不彻底。

2、化学处理：

主要是利用酸碱性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污，再利用尼龙制成的毛刷辊或

304#不锈钢丝（耐酸碱溶液制成的钢丝刷辊清扫干净便可达到目的。化学处理适应于对薄板件清理，但缺点是：若时间控制不当，即使加缓蚀剂，也能使钢材产生过蚀现象，对于较复杂的结构件和有孔的零件，经酸性溶液酸洗后，浸入缝隙或孔穴中的余酸难以彻底清除，若处理不当，将成为工件以后腐蚀的隐患，且化学物易挥发，成本高，处理后的化学排放工作难度大，若处理不当，将对环境造成严重的污染。随着人们环保意识的提高，此种处理方法正被机械处理法取代。

3、机械处理法：

主要包括钢丝刷辊拉丝法，机械抛光法、喷丸法。

a、钢丝刷辊抛光法也就是刷辊在电机的带动下，刷辊以与轧件运动相反的方向在板带的上下表面高速旋转刷去氧化皮。刷掉的氧化皮采用封闭循环冷却水冲洗系统冲掉。

b、 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度。

c、喷丸分为抛丸和喷砂：

用钢丸或砂粒进行表面处理，打击力大，清理效果明显。但抛丸对薄板工件的处理，容易使工件变形，且钢丸打击到工件表面（无论抛丸或喷丸）使金属基材产生变形，由于Fe304和FE203没有塑性，破碎后剥离，而油膜与其材一同变形，所以对带有油污的工件，抛丸、喷砂无法彻底清除油污。在现有的工件表面处理方法中，清理效果最佳的还数喷砂清理。喷砂适用于工件表面要求较高的清理。喷砂过程中产生大量的矽尘无法清除，严重影响操作工人的健康并污染环境。

根据使用的方法不同，可将表面后处理技术分为下述种类。

一、电化学方法

这种方法是利用电极反应，在工件表面形成镀层。其中主要的方法是：

1、电镀

在电解质溶液中，工件为阴极，在外电流作用下，使其表面形成镀层的过程，称为电

镀。镀层可为金属、合金、半导体或含各类固体微粒，如镀铜、镀镍等。

2、氧化

在电解质溶液中，工件为阳极，在外电流作用下，使其表面形成氧化膜层的过程，称

为阳极氧化，铝合金表面形成三氧化二铝膜。

3、电泳

工件作为一个电极放入导电的水溶性或水乳化的涂料中，与涂料中另一电极构成解电路。在电场作用下，涂料溶液中已离解成带电的树脂离子，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。这些带电荷的树脂离子，连同被吸附的颜料粒子一起电泳到工件表面，形成涂层，这一过程称为电泳。

二、化学方法

这种方法是无电流作用，利用化学物质相互作用，在工件表面形成镀覆层。其中主要的方法是：

1、化学转化膜处理

在电解质溶液中，金属工件在无外电流作用，由溶液中化学物质与工件相互作用从而

在其表面形成镀层的过程，称为化学转化膜处理。如金属表面的发蓝、磷化、钝化、铬盐处理等。

2、化学镀

在电解质溶液中，工件表面经催化处理，无外电流作用，在溶液中由于化学物质的还

原作用，将某些物质沉积于工件表面而形成镀层的过程，称为化学镀，如化学镀镍、化学镀铜等。

三、热加工方法

这种方法是在高温条件下令材料熔融或热扩散，在工件表面形成涂层。其主要方法是：

1、热浸镀

金属工件放入熔融金属中，令其表面形成涂层的过程，称为热浸镀，如热镀锌、热镀铝等。

2、热喷涂

将熔融金属雾化，喷涂于工件表面，形成涂层的过程，称为热喷涂，如热喷涂锌、热

喷涂陶瓷等。

3、热烫印

将金属箔加温、加压覆盖于工件表面上，形成涂覆层的过程，称为热烫印，如热烫印铜箔等。

4、化学热处理

工件与化学物质接触、加热，在高温态下令某种元素进入工件表面的过程，称为化学热处理，如渗氮、渗碳等。

5、堆焊

以焊接方式，令熔敷金属堆集于工件表面而形成焊层的过程，称为堆焊，如堆焊耐磨合金等。

四、真空法

这种方法是在高真空状态下令材料气化或离子化沉积于工件表面而形成镀层的过程。

其主要方法是。

1、物理气相沉积（PVD）在真空条件下，将金属气化成原子或分子，或者使其离子化成离子，直接沉积到工件表面，形成涂层的过程，称为物理气相沉积，其沉积粒子束来源于非化学因素，如蒸发镀溅射镀、离子镀等。

2、离子注入

高电压下将不同离子注入工件表面令其表面改性的过程，称为离子注入，如注硼等。

3、化学气相沉积（CVD）低压（有时也在常压）下，气态物质在工件表面因化学反应而生成固态沉积层的过程，称为化学气相镀，如气相沉积氧化硅、氮化硅等。

五、喷涂

喷涂通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。可分为空气喷涂、无空气喷涂、静电喷涂。

1、空气喷涂

空气喷涂是目前油漆涂装施工中采用得比较广泛的一种涂饰工艺。空气喷涂是利用压缩空气的气流，流过喷枪喷嘴孔形成负压，负压使漆料从吸管吸入，经喷嘴喷出，形成漆雾，漆雾喷射到被涂饰零部件表面上形成均匀的漆膜。

2、无空气喷涂

无空气喷涂是利用柱塞泵、隔膜泵等形式的增压泵将液体状的涂料增压，然后经高压软管输送至无气喷枪，最后在无气喷嘴处释放液压、瞬时雾化后喷向被涂物表面，形成涂膜层。由于涂料里不含有空气，所以被称为无空气喷涂，简称无气喷涂。

3、静电喷涂

静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。

喷锌贵一点。热喷涂加工，喷锌110元/平方米，喷铝90元/。金属热喷涂是利用热源将金属材料熔化后，将熔化的金属以雾状喷涂在其他金属上。从喷涂性能上分:防腐蚀喷涂(喷锌喷铝和锌铝合金等)，装饰性喷涂(喷铜喷不锈钢等)，修补磨损(喷陶瓷喷镍铬等)。还可以按喷涂设备分，如火焰喷涂，电弧喷涂，超音速喷涂等。

冷气动力学喷涂法,简称冷喷涂,是近几年发展起来的新型、先进的表面涂层技术。热喷涂一般以等离子体、电弧、火焰等为热源,将粉末加热到熔化或半熔化状态,然后喷涂到基体上,这种高温有可能造成喷涂颗粒的氧化、毁伤、相变、蒸发、熔解或晶粒长大[1]。与热喷涂相比,由于冷喷涂是在较低温度下进行的,发生相变的驱动力较小,固体粒子不易氧化,晶粒长大现象也不易发生,因此可以对温度敏感材料(如纳米晶、非晶等)、氧化敏感材料(如Cu、Ti等)、相变敏感材料(如碳化物复合材料等)[2-3]喷涂。本文简单介绍了冷喷涂技术原理,综述了冷喷涂工艺参数对涂层质量的影响,并总结了冷喷涂技术的工艺进展及应用现状。

摘　要:冷喷涂是近几年来发展起来的新型表面涂层技术。由于冷喷涂技术是在较低的温度下进行的,与其他方法制备的涂层相比具有很多的优势。本文介绍了冷喷涂技术的喷涂原理系统阐述了冷喷涂工艺参数(如气体的压力、温度,喷射距离,基体温度等)对涂层质量的影响,这些工艺参数主要是通过影响颗粒的速度来实现对涂层性能的影响分析了不同的工艺参数对涂层的沉积效率、孔隙率、显微硬度、结合强度、耐磨性以及抗腐蚀性等性能的影响并对冷喷涂技术的国内外应用现状进行了总结和展望。

关键词:冷喷涂技术原理工艺参数应用

1　冷喷涂技术的喷涂原理

冷喷涂是基于空气动力学原理的一种喷涂技术[4],冷喷涂原理图如图1所示。冷喷涂主要由高压气体缩放管、送粉器、气体加热器、喷枪(是利用拉瓦尔喷嘴原理设计的)等组成。高压气体经过一定温度的预热,携带粉末颗粒轴向送入气流中,与加热器加热的气体在缩放喷管(Laval nozzle)相遇产生超音速两相流,粉末颗粒以固体状态高速撞击基体,通过剧烈的强塑性变形而沉积于基体表面形成涂层。

2　影响涂层质量的工艺参数

在冷喷涂过程中,粒子的速度是冷喷涂技术的主要工艺参数。冷喷涂过程中,在粉末颗粒和基体材料一定的情况下,只有当粒子的速度达到一定的值时,才能使粒子碰撞后沉积在基体上形成涂层,这个速度称为临界速度,否则粒子会对基体产生喷丸或冲蚀作用。当粒子速度小于临界速度时,颗粒被基体反弹,发生冲蚀现象大于临界速度时,能实现沉积形成涂层而当粒子速度远高于临界速度时,粒子则对基板产生侵蚀作用[5]。相对于其他热喷涂工艺,冷喷涂主要依赖于粒子的动能而不是热能,冷热喷涂粉末颗粒是否形成涂层主要取决于粉末颗粒撞击基体前的速度,所以当粒子以不同速度撞击基体表面时,会发生如下现象:被基体反弹、沉积在基体上或者穿过基体[6]。

其他的工艺参数如滞止压力(喷枪室内压力)、气体温度、气体压力、粒子的大小及形貌、喷枪结构、喷射距离、角度与送粉速度、基体温度等通过影响颗粒速度实现对涂层质量与性能的影响[7]。本文主要研究工艺参数对涂层沉积效率、孔隙率、硬度、结合强度、腐蚀性能、耐磨性能以及其他涂层性能的影响。

2.1　工艺参数对涂层沉积效率和孔隙率的影响

孔隙率是涂层的重要性能指标之一。冷喷涂技术形成的涂层孔隙率较低,这是因为涂层是由变形粒子堆叠形成的,冷喷涂粒子速度较高,变形充分,减少了粒子间的不完全重叠现象,再加上后续粒子对前期涂层的连续冲击作用从而大大降低了涂层的孔隙率[8]。工艺参数的变化影响粒子的速度,而粒子的碰撞速度直接影响粒子的沉积效率,这是因为冷喷涂主要依靠颗粒的高速撞击而产生的强塑性变形来沉积涂层,粒子的速度越高,形成的涂层就越致密且质量较高。

D.Zhang等[9]研究了在低碳钢基体上冷喷涂铝粉,研究表明,滞止压力、送粉速度以及基板与喷枪的相对运动速度对涂层的沉积效率和孔隙率具有一定的影响冷喷涂铝涂层时,当滞止压力(喷枪室内压力)增加时,涂层的孔隙率没有增加或是稍微增加,而涂层的沉积效率急剧增加。这主要是因为滞止压力是颗粒能否达到临界速度的关键因素,适当地增加滞止压力,有利于提高颗粒的速度,从而使冲击效果加强,涂层的沉积效率能得到很大的提高。送粉速度增加使沉积效率和涂层的孔隙率降低,这是因为送粉速率过高会导致粒子在喷管中的相互作用增强,粒子由于摩擦作用温度升高,有可能融化粘结在喷枪内,影响粒子在喷管中的速度,进而使沉积效率受到影响。当基体与喷枪的相对运动速度增加时,孔隙率和沉积效率都会降低,这是因为如果基板和喷枪的相对移动速度太快,颗粒不能有效地沉积在基体上形成涂层,而且由于有效沉积时间较短,从而影响涂层的沉积效率和孔隙率。

喷射距离与沉积效率有直接的关系,这是因为喷射距离的大小影响了喷涂粒子到达基体表面时的垂直速度。超音速双相流离开喷嘴以后,由于外界因素的影响,粒子的速度将发生变化,只有选择合适的喷射距离,才能使沉积效率得到有效的提高。喷射距离过大,不能使颗粒达到足够的动能以形成涂层,因而沉积效率会降低喷射距离过小,粒子受到在基体和喷枪之间的冲击区域形成冲击波的作用,会降低粒子的速度,降低沉积效率。J.Pattison等人[10]也发现类似现象。如图2所示,喷射距离在60mm以内,沉积效率随着喷射距离的增加而增大,这是因为随着喷射距离的增加,冲击波逐渐减弱,粒子的速度能够得到有效提高。在60~120 mm的喷射距离范围内,沉积效率可以进一步地得到提高,这是因为在气体的速度高于粒子速度的情况下,粒子不受冲击波的阻碍仍可以得到加速达到临界速度。在大于120 mm的喷射距离时,气体的速度低于粒子的速度,粒子减速,沉积效率显著降低。

Xian-Jin Ning等人用B-Cu、C-Cu和T-Cu作为热喷涂粉末[11],其中T-Cu是平均直径为12μm的球形颗粒,B-Cu,C-Cu是不规则形貌的颗粒,研究表明,颗粒的平均粒径和形貌将影响粒子的速度,进而对沉积效率产生影响。C-Cu粉末的沉积效率随着粒径的增大而逐渐降低,粉末的预处理温度增加时,沉积效率随之提高。在同一条件下,不规则颗粒的速度要比球形颗粒的速度高。对于不规则形状的颗粒,粒子的速度随着粒径的增大而降低,临界速度也随着降低,预处理后会降低粒子的临界速度。B.Jodoin等人[12]也发现类似的现象,如图3所示,由图3a和图3c对比可知,在平均粒径小于25μm的范围内,粒子分布没有受到影响,但是非球形粒子的速度要比同样大小的球形颗粒速度高对比图3b和图3d也可得出同样的结论。从图3中还可以看出,在同样的条件下,粒子的速度随着平均粒径的增大而降低。对于较大颗粒,粒子的形貌对颗粒的速度具有较显著的影响。由于沉积效率与粒子的速度有直接的关系,粒子的速度越高,沉积效率就越高。

2.2　工艺参数对涂层硬度和结合强度的影响

硬度和结合强度是衡量涂层质量的重要性能指标之一,它们反映了涂层的力学性能。王佳杰等人用冷喷涂的方法在Q235钢基体上沉积Cu涂层[13-14],涂层特性的分析表明,Cu涂层的平均显微硬度高于铸态纯铜,这是因为Cu颗粒与基体高速撞击发生大量的强塑性变形,后续粒子对前期涂层有夯实作用,而且Cu涂层的应力主要是压应力,因而结合强度得到了很大的提高。

章华兵等人的研究表明,随着气体温度的升高,粒子的结合率提高,涂层较致密。这是由于升高气体温度能够增加粒子的速度,同时也能使其温度得到提高,有利于颗粒更容易发生塑性变形,变形更充分,减少了颗粒之间的不完全重叠现象,从而可以得到较致密的涂层。

刘彦学等人[15]的研究表明,涂层的致密性随着气体压力的增加而不断地增加,同时涂层与基体之间的结合强度也得到提高。这是因为气体压力增加能够提高粒子的速度,有利于粉末的塑性变形。但是如果气体压力过大,粉末的反弹现象严重,反而不利于喷涂。富伟等人[16]用冷喷涂技术在不锈钢基体上制备纯铜涂层,用显微计测试硬度,结果表明硬度分布很均匀,而且涂层的平均硬度较铸态纯铜的平均硬度高。这是由于颗粒高速撞击基体,产生强烈的塑性变形,引起加工硬化,使涂层硬度提高。H.Lee等人[17]研究了不同气体压力对铝喷涂涂层硬度的影响,如表1所示,气体压力对冷喷涂铝涂层的硬度具有显著的影响,气体压力较低的条件下的涂层硬度较压力较高的涂层硬度高,这是由于气体压力较低时,速度较低的铝颗粒发生反弹现象,与高速粒子产生撞击效应,发生加工硬化,有利于提高涂层的硬度。

L.Ajdelsztajn等人用冷喷涂方法喷涂Al-Cu-Mg-Fe-Ni-Sc涂层,在预热处理后[18],涂层硬度不但没有得到提高反而被软化了,这主要与Al7FeCu2沉淀物的形成有关,该沉淀物的形成消耗了Fe基体,尤其是Cu,铝合金中主要的强化相减少了,Sc的预期强化效果并不能克服软化现象。李文亚等人的研究[19]也出现类似的现象,用冷喷涂的方法在Al基体上制备Fe涂层,涂层硬度较纯Fe的硬度要高,如果Fe涂层在较低温度下热处理后,Fe涂层的显微组织变化不明显,显微硬度明显降低。这是由于在冷喷涂过程中产生加工硬化,涂层的硬度比纯Fe块材要高,而热处理后,这种加工硬化效应消失,从而硬度明显降低。

2.3　工艺参数对涂层其他性能的影响

冷喷涂技术由于是在较低的温度下进行的,用于材料的表面涂层可以改善和提高材料的表面特性,如耐磨性、耐腐蚀性和材料的力学性能等,在不改变材料组织和性能的情况下提高产品的质量[20]。冷喷涂涂层与热喷涂涂层相比具有很大的优势,高速撞击产生强塑性变形,较低的温度能够减少骤冷的内应力,避免了涂层的开裂、变形,涂层没有从熔融状态体积收缩的过程,降低了气孔夹杂,而且涂层主要承受压应力,因此形成的涂层比较致密,孔隙率较低,且涂层较厚,腐蚀介质不易渗透到涂层和基体的结合处,对基体具有一定的腐蚀防护作用,同时也能提高基体的耐磨性。

刘彦学等人研究表明[21],用冷喷涂技术将铝锌合金粉末喷涂到镁合金表面,获得致密的涂层,具有锌铝涂层的镁合金具有更高的耐磨性,干摩擦条件下的磨损失重比固态挤压AZ91D镁合金低52%,润滑条件下的磨损失重比AZ91D镁合金低85%。K.Spencer等人[22]用冷喷涂的方法在AZ91E基体上喷涂Al-Al2O3粉末,结果表明,Al-Al2O3涂层的耐蚀性与铝合金相似,但是明显优于AZ91E基体。Al-Al2O3涂层的耐磨性要比铝合金高,磨损率较Al-12%Si,356.0Al和AZ91E T6下降3~5个数量级。冷喷涂涂层还有一些其他的优异性能,如可使涂层的耐疲劳性提高、导热能力提高、残余应力降低等。

3　冷喷涂涂层应用现状

冷喷涂技术的应用研究在国外已经取得了很大的进展,我国冷喷涂技术研究还处在初级起步阶段。由于冷喷涂过程中粒子温度较低,粉末不易发生氧化相变现象,形成涂层的组织结构与喷涂前粉末相比基本上无变化,因此冷喷涂中可使用各种粉末,如纯金属粉末、合金粉末、复合涂层,可以产生不同性能的涂层[23]。目前可以沉积的金属有Al、Zn、Cu、Ti、Ag等,高熔点金属Mo、Ta等,合金有NiCr、MCrAlY等,复合涂层有Zn-Al、Al-Al2O3等[24]。冷喷涂技术避免了高温对基体和涂层的不利影响,使该技术已经广泛应用于各个领域。冷喷涂技术的设计与研究正向工业化应用的方向转化,利用冷喷涂技术可制备保护性涂层(耐腐蚀涂层、耐高温涂层、耐磨涂层等)。董彩常等[25]采用冷喷涂工艺在Q235钢基体上制备铝涂层,形成的铝涂层表面非常致密,孔隙率较低,交流阻抗谱和动电位极化曲线分析表明,铝涂层的腐蚀产物较致密的积聚在涂层表面,阻碍了腐蚀介质的扩散,对降低涂层的腐蚀速度发挥很有效的作用中性盐雾试验表明,冷喷涂涂层的腐蚀速度能够快速降低,可为钢基体提供有效的阴极保护。赵恵等[26]用冷喷涂的方法在镁合金AK63上沉积锌铝合金AZ20涂层,研究结果表明,涂层与基体之间结合较致密,涂层硬度是基体的

3倍,冷喷涂后的镁合金具有比基体更好的耐磨性,

盐雾试验结果表明,AZ20冷喷涂涂层具有比镁合金基体更好的耐蚀性,对基体能够进行有效地保护。制备功能性涂层(非晶涂层、复合材料涂层等)。李海祥等[27]在碳钢基体上用冷喷涂的方法制备Zn-50Al复合涂层,涂层的孔隙率较低,约为1.7%,电化学试验表明,Zn-50Al涂层的自腐蚀速率较低,腐蚀电位较为稳定,100 h后稳定在-0.990 V左右,涂层具有较好的耐蚀性,能够有效地保护钢基体,提高其使用寿命。

制备纳米涂层。冷喷涂技术温度低的特点决定了其适合于制备纳米结构涂层。李长久等采用纳米结构WC-12Co通过冷喷涂方法成功制备了纳米结构WC-Co涂层[28],涂层组织致密,热喷涂粉末中的纳米结构在冷喷涂过程中完全移植到了涂层。涂层的平均维氏硬度为1 869 HV0.3,显著高于热喷涂纳米结构WC-Co涂层的硬度。研究还表明,疏松多孔的粉末适合于冷喷涂制备WC-Co涂层,因为疏松多孔的结构促进了粉末拟变形的发生。观察热处理后的WC-Co涂层断面形貌,压痕周围未出现塌陷现象,也未出现裂纹,说明热处理过程可以显著改善涂层粒子间的结合和涂层韧性。

在航空航天领域该技术也得到广泛的应用,利用冷喷涂技术来制备航空航天器发动机特殊保护涂层,制备航空航天武器的特殊功能涂层,通过喷涂成形可以直接制造复杂结构及形状的航空航天部件[29]。

4　结语

目前,冷喷涂技术作为一种新的工艺受到广泛关注。冷气动力喷涂技术与传统的热喷涂完全不同,它是在低温状态下通过高速粉末颗粒撞击基体时发生强塑性变形形成涂层,形成的冷喷涂涂层具有低温沉积、对基体的热影响小、分布均匀、涂层基本无氧化现象、无内应力且可回收利用等特点,具有其他表面喷涂不可替代的优势。鉴于目前对冷喷涂技术的研究,冷喷涂技术可以制备导电、导热、防腐、耐磨、耐蚀等涂层以及功能涂层,使用冷喷涂技术对实际构件的表面缺陷进行修复具有很大的优势,且有望用于生产和修复许多工业零部件。随着冷喷涂技术研究的不断深入,其应用领域将不断扩大,将在航空航天、石油化工、汽车、国防工业等领域得到广泛的应用

GB/T 9793-1997 金属和其他无机覆盖层热喷涂锌、铝及其合金 1998-02-01实施,代替GB/T 9793-1988,GB/T 9794-1988,GB/T 9795-1988,GB/T 9796-1988

GB 11375-1999 金属和其他无机覆盖层热喷涂操作安全 2000-03-01实施,代替GB 11375-1989

GB/T 8642-2002 热喷涂抗拉结合强度的测定 2003-04-01实施,代替GB/T 8642-1988

GB/T 12607-2003 热喷涂涂层命名方法 已转化为行业标准：JB/T 10580-2006

GB/T 12608-2003 热喷涂火焰和电弧喷涂用线材、棒材和芯材分类和供货技术条件 2004-05-11实施,代替GB/T 12608-1990

GB/T 18681-2002 热喷涂低压等离子喷涂镍-钴-铬-铝-钇-钽合金涂层 2002-08-01实施

GB/T 16744-2002 热喷涂自熔合金喷涂与重熔 2002-12-01实施,代替GB/T 16744-1997

GB/T 18719-2002 热喷涂术语、分类 2002-12-01实施

GB/T 19352.1-2003 热喷涂热喷涂结构的质量要求第1部分:选择和使用指南 2004-05-01实施

GB/T 19352.2-2003 热喷涂热喷涂结构的质量要求第2部分:全面的质量要求 2004-05-01实施

GB/T 19352.3-2003 热喷涂热喷涂结构的质量要求第3部分:标准的质量要求 2004-05-01实施

GB/T 19352.4-2003 热喷涂热喷涂结构的质量要求第4部分:基本的质量要求 2004-05-01实施

GB/T 19356-2003 热喷涂粉末成分和供货技术条件 2004-05-01实施

GB/T 19823-2005 热喷涂工程零件热喷涂涂层的应用步骤 2005-12-01实施

GB/T 19824-2005 热喷涂热喷涂操作人员考核要求 2005-12-01实施

GB/T 20019-2005 热喷涂热喷涂设备的验收检查 2006-04-01实施

GB/T 8640-1988 金属热喷涂层表面洛氏硬度试验方法 已转化为行业标准：YS/T 541-2006

GB/T 8641-1988 热喷涂层抗拉强度的测定 已转化为行业标准：YS/T 542-2006

GB/T 11373-1989 热喷涂金属件表面预处理通则 1990-01-01实施

GB/T 11374-1989 热喷涂涂层厚度的无损测量方法 1990-01-01实施

GB/T 13222-1991 金属热喷涂层剪切强度的测定 已转化为行业标准：YS/T 550-2006

(1)阳极氧化膜

JIS H 0201:1987 铝表面处理术语

JIS H 8601:1992 铝及铝合金阳极氧化膜

JIS H 8602:1992 铝及铝合金氧化涂装复合膜

JIS H 8603:1995 铝及铝合金工业用硬质阳极氧化膜

JIS H 8680:1993 铝及铝合金阳极氧化膜厚度试验方法

JIS H 8681:1988 铝及铝合金阳极氧化膜耐蚀性试验方法

JIS H 8682:1993 铝及铝合金阳极氧化膜耐磨性试验方法

JIS H 8683:1984 铝及铝合金阳极氧化膜密封性试验方法

JIS H 8684:1997 铝及铝合金阳极氧化膜抗变形龟裂性试验方法

JIS H 8685:1988 铝及铝合金阳极氧化膜耐晒度加速试验方法

JIS H 8686:1994 铝及铝合金阳极氧化膜图像清晰度试验方法

JIS H 8687:1996 铝及铝合金阳极氧化膜绝缘性试验方法

JIS H 9500:1992 铝及铝合金阳极氧化处理操作标准

JIS H 9502:1992 铝及铝合金阳极氧化涂装复合膜处理操作标准

(2)热喷涂

JIS H 8200:1986 热喷涂术语

JIS H 8300:1994 热喷涂锌

JIS H 8301:1994 热喷涂铝

JIS H 83202:1990 热喷焊(钢)

JIS H 8303:1994 自熔合金喷涂

JIS H 8304:1994 陶瓷喷涂

JIS H 8305:1982 锌·铝合金喷涂

JIS H 8401:1990 喷涂件厚度试验方法

JIS H 8661:1994 锌喷涂层试验方法

JIS H 8663:1994 铝喷涂层试验方法

JIS H 8664:1990 热喷焊(钢)制品试验方法

JIS H 8665:1994 自熔合金喷涂层试验方法

JIS H 8666:1994 陶瓷喷涂层试验方法

JIS H 9300:1991 锌喷涂操作标准

JIS H 9301:1991 铝喷涂操作标准

JIS H 8302:1994 陶瓷喷涂操作标准

(3)热镀

JIS H 0401:1983 热镀锌试验方法

JIS H 8641:1982 热镀锌

JIS H 8642:1985 热镀铝

JIS H 8672:1995 热镀铝试验方法

JIS H 9124:1987 热镀锌操作标准

JIS H 9126:1995 热镀铝操作标准

好象中国生产这东西的不多,所以这方面资料比较少.

[A21300-0032-0001] 钛酸钾晶须增强锌铝合金复合材料及其制造方法

[摘要] 本发明属于一种金属基复合材料，特别是涉及一种针对锌铝合金中成分的改进和它的工艺制造技术，被广泛地应用在轴承支架、蜗轮、蜗杆等领域。其特征是钛酸钾晶须占获得复合材料体积的20—30％，余量为锌铝合金。本发明的目的在于进一步提高锌铝合金的耐磨性，降低其热膨胀系数，减少高温蠕变现象，提高锌铝合金的使用温度范围。该复合材料的比重也比锌铝合金减小10％左右，减轻了机器零件的重量。

[A21300-0013-0002] 超塑性锌-铝合金工件化学镀镍工艺

[摘要] 一种超塑性锌-铝合金工件化学镀镍工艺。该工艺可用于锌-铝制成的各种结构复杂的表面硬化处理，以改善工件的磨损性能，其镀层与基体有良好的结合力，镀件表面硬度可达到Hv≥600kg/mm2。本发明的主要特征是预电镀镍后不经活化处理就直接化学镀镍，形成一个在镍上化学镀镍的自催化过程，使化学镀镍能顺利进行。本发明由：1、喷砂及浸蚀的前处理；2、预电镀镍；3、化学镀镍三个工序组成。

[A21300-0068-0003] 锡锌铝合金丝

一种锡锌铝合金丝，属用于电器分立器件中金属化薄膜电容器端面喷涂材料技术领域，包含有锡，锌，铝，各组份的组成按重量百分比计分别为：锡(Sn)40～60％，铝(Al)1～3％，其余为锌(Zn)及总量不大于0.1％的杂质；优先为：锡(Sn)49～51％，铝(Al)1.5～2.5％。本发明在现有锡锌合金丝的基础上加入铝元素，能增强和薄膜上蒸镀层的结合牢度，改善电接触性能，降低熔点，使整个喷涂层的结构稳定，也使薄膜电容器制作的工艺条件改善，用于金属化薄膜电容器端面喷涂，可以一次成功，不必先喷锌底层，大大简化了喷金操作工艺。

[A21300-0083-0004] 大功率电弧锌铝伪合金热喷涂方法

[摘要] 本发明涉及一种大功率电弧锌铝伪合金热喷涂方法，是通过以下街?实现的：对工件表面进行喷砂(喷丸)处理，用以清除表面的氧化物和各种污垢；用选定的设备：是由大功率电弧喷涂机、空压机和空气冷干机组成热喷涂系统，采用锌和铝金属丝作为引弧对工件表面进行伪合金复合涂层喷涂；涂层表面封闭处理：选用合适的封孔剂对伪合金复合涂层表面的孔隙进行封孔；表面面漆涂装：选用合适的油漆进行最后的表面涂装；由于是锌铝伪合金，对基材纯净度要求没有喷铝那么苛刻，同时喷涂锌铝涂层比喷涂纯锌减少了氧化锌对人体和环境的污染；使用锌铝合金涂层的总厚度可以比喷纯锌和纯铝涂层厚度分别减少1/2和1/3，可节约锌材和铝材消耗。

[A21300-0084-0005] 铝-锌-铟三元铝合金牺牲阳极

[摘要] 本发明涉及一种阴极保护技术领域中的牺牲阳极保护用铝合金材料，特别且恢致?锌-铟三元铝合金牺牲阳极，制备时用石墨坩埚盛铝锭，在加热炉中将铝锭溶化，在铝液中添加锌和铟，用石墨棒搅拌，除渣，出炉浇铸而成，铝合金阳极所含成份的重量百分配比为：铝(Al)：93.000-97.300％；锌(Zn)：2.500-7.000％；铟(In)： 0.010-0.025％；其杂质含量：铁(Fe)≤0.12％；硅(Si)≤0.12％；铜(Cu)≤0.005％，其阳极材料组成简单，生产成本低，工艺简便，杂质成份少，电化学性能高，表面溶解均匀，可替代现有的应用阳极材料。

[A21300-0069-0006] 锌铝铜镁合金丝的制备方法

[摘要] 一种无铅锌铝铜镁合金丝的制备方法，属于用于电器分立器件中金属化薄膜电容器端面喷涂材料的制备技术领域，先将熔融状态的铝液倒入熔融状态的锌液中，或在熔融状态的锌液中加入块状铝，升温将铝溶化后加入所需重量的铜丝，充分搅拌待铜消蚀完后再加入所需重量的铝镁中间合金，充分搅拌熔融后浇铸成挤压坯，然后挤压成粗线坯并经多次拉拨成锌铝铜镁合金丝。本发明解决了现有铅基五元喷金料含铅的问题，且具有较理想的焊接性能和电气机械性能，可作为制造适应125℃高温环境工作的电容器的基础材料。

[A21300-0077-0007] 提高铝-锌-镁合金焊接热影响区应力腐蚀抗力的方法

[摘要] 本发明属于冶金领域的铝合金材料热处理方法，其特征是在焊接前对Al-Zn-Mg合金基材高温预龀龃�砘?和在焊接后对 Al-Zn-Mg合金焊接热影响区作后续高温加热处理，本发明不改变合金成分，在保证合金可焊性的前提下能有效提高焊接热影响区应力腐蚀抗力。其中应力腐蚀开裂界限应力强度因子KISCC由 7.0MPa·m1/2提高到12.8MPa·m1/2，提高约83％；平台区裂纹扩展速率由1.0×10-8m·s-1降低到4.7×10-9m·s-1，降低约 53％。

[A21300-0028-0008] 锌基高铝合金角阀

[摘要] 一种用锌基高铝合金材料制造液化石油气钢瓶用的角阀。能满足国标GB7512-87规定阀体材料锻压机械性能应保证抗拉强度大于362．82MPa的要求。合金化学成分：Al 20～30％、Cu 0．5～2％、Mg＜0．05％，余为Zn。密度4．8～5．2克／厘米3。熔化温度420～550℃，金属型浇注。350～370℃保温5～8小时淬火，250～265℃保温1～2小时，锻压成型，抗拉强度380～440MPa。合金复印性、加工性能好、价格低，能降低角阀生产成本。

[A21300-0040-0009] 碱性高速电镀高耐蚀锌铝合金工艺

[摘要] 本发明是一种碱性高速电镀高耐蚀锌铝合金工艺，工艺流程包括脱脂、除锈、中和、电镀锌铝合金、回收、钝化、回收、干燥等，其特点是用NaOH、Zn2+、Al(OH)3和添加剂配制成电镀液。工件在（10—60）℃温度的镀液中生成一层色泽铝白银亮，结晶细致紧密，与基体结合牢固，抗色变、抗腐蚀性强，可进行彩色钝化的锌铝合金镀层。根据需要可实现0．2—5um/min的高、中、低速电镀，适合于各种钢铁材料和制品的表面防护和装饰。

[A21300-0052-0010] 一种锌合金与铝合金锭自动打码机

[摘要] 本实用新型是一种锌合金与铝合金锭自动打码机，它由气缸、机架、安装座、钢码座、钢码和安装台相互连接而成，其中，气缸固定在机架上，机架安装在安装台上，气缸的活塞杆紧固有安装板，安装板下面装有安装座，并通过转轴装上钢码座，钢码通过盖板固定在钢码座上。本实用新型采用了自动控制，利用气缸的动力将打码机上的钢码数字和字符压印在尚未完全冷却且具有一定塑性的锌合金锭或铝合金锭表面上，改变了用人工打码少、慢、差的问题，也改变了现有机械打码机的不足之处，提高了打码机的稳定性、准确性以及打码质量。本实用新型结构紧凑，适应性强，钢码数字和字符编排方法简单明了易懂，确保其质量可追溯性，