冷喷涂亦称冷气动力喷涂(Cold Gas Dynamic Spray,CGDS), 将高压压缩气体(压力一般为0.7~3.5MPa的空气、N2、He或者混合气体)导入收缩-扩张型拉瓦尔喷嘴,气流经过喷嘴喉部后产生超音速流动,然后将喷涂粒子(粒度一般为5~50um)沿轴向从喷嘴上游送入,其速度经过整个喷嘴后被加速到300~1200m/s,形成高速粒子射流,在喷涂距离(约5~50mm)内,与基体发生碰撞发生剧烈的塑性变形而沉积形成涂层。
如图上部为冷喷涂涂层在微观下的形成机理,下部左侧为冷喷涂铝涂层,下部右侧为热喷涂喷铝涂层,可以明显看到冷喷涂涂层基本污孔隙和氧化物夹杂。
冷喷涂特点:
束流温度较低,一般在0~600°C,最高只有1000°C;
颗粒仍呈固体状态;
粒子速度高,为超音速500~1000m/s;
对基材热影响小,残余应力小(压应力),可制备高热导率和高电导率涂层;
无氧化、相变、偏析、晶粒长大等不利影响;喷涂沉积率(DE)高,在80~90%之间。
原有问题:
常规使用热喷涂进行铝密封涂层需要大量表面屏蔽,成本高昂且涂层不均匀,孔隙度高,常需返工。
改进措施:
冷喷涂SST粉末,产生铝密封涂层喷涂件直接压力配合到涡轮杆上。 |