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第一章概论1

1—1发展材料表面防护和强化技术的意义1

目录1

1—2热喷涂（焊）技术在材料表面防护和强化技术中的地位2

1—2.1材料表面防护和强化方法概述3

1—2.1.1化学热处理法3

1—2.1.2化学气相沉积法3

真空蒸汽沉积涂层4

离子涂层4

1—2.1.3物理气相沉积法4

溅射涂层5

离子涂层、溅射涂层的特点和应用5

状况5

1—2.1.4电镀和化学镀法7

电镀7

刷镀7

化学镀8

1—2.1.5气焊和电焊法9

1—2.1.6热喷涂（焊）法10

1—2.2热喷涂（焊）技术与其它方法的比较10

1—2.3热喷涂（焊）技术的特点14

1—3热喷涂（焊）技术发展历史15

1—3.1名词的由来15

1—3.2技术的定义16

1—3.3设备的发展18

1—3.4材料的发展20

1—3.5技术的发展21

1—4热喷涂（焊）方法概述25

1—4.1气体燃烧法25

1—4.1.3氧乙炔焰粉末喷涂（焊）法26

1—4.1.2氧乙炔焰棒材喷涂法26

1—4.1.1氧乙炔焰丝材喷涂法26

1—4.2液体燃烧法27

1—4.3电弧加热法27

1—4.3.1电弧丝材喷涂法27

1—4.3.2等离子弧粉末喷涂（焊）法28

1—4.3.3等离子弧棒材喷涂法29

1—4.3.4等离子弧丝材喷涂法29

1—4.4爆炸喷涂法30

1—4.4.1氧乙炔焰粉末爆炸喷涂法30

1—4.4.2脉冲放电丝材爆炸喷涂法33

1—5热喷涂（焊）方法的比较34

1—6我国热喷涂（焊）技术现况39

1—6.1材料40

1—6.2设备41

1—6.3应用42

1—6.4展望43

第二章氧乙炔焰丝材喷涂技术45

2—1纯金属及合金喷涂丝46

2—1.1锌及锌合金喷涂丝46

2—1.2铝及铝合金喷涂丝47

2—1.3铜及铜合金喷涂丝50

2—1.4锡及锡合金喷涂丝52

2—1.5铅及铅合金喷涂丝53

2—1.6镉喷涂丝54

2—1.7镍及镍合金喷涂丝55

2—1.7.1镍—铬合金喷涂丝55

2—1.7.2蒙乃尔合金喷涂丝56

2—1.8钼喷涂丝58

2—1.9铁及铁合金喷涂丝58

2—1.9.1普通碳钢喷涂丝58

2—1.9.3不锈钢喷涂丝60

2—1.9.2低合金钢喷涂丝60

2—1.9.4耐热铁—铬—铝合金喷涂丝61

2—1.9.5含钇的铁基耐热喷涂丝65

2—2复合喷涂丝67

2—2.1放热型喷涂材料69

2—2.1.1镍铝复合喷涂丝69

2—2.1.2其它含铝型喷涂丝72

2—2.2自结合一步涂层材料74

2—2.2.1自结合“不锈钢”复合喷涂丝74

2—2.2.3铜—铝复合喷涂丝75

2—2.2.2镍—铝—钼复合喷涂丝75

2—2.3其它类型的喷涂丝材76

2—2.3.1锌—铝复合喷涂丝76

2—2…3.2铝—铅复合喷涂丝76

2—2.3.3铁基复合喷涂丝77

2—2.4粉末粘合型复合喷涂丝77

2—2.5陶瓷及金属陶瓷型复合喷涂丝79

2—2.5.1纯陶瓷棒79

2—2.5.2金属陶瓷棒81

2—3丝材火焰喷涂工艺中的若干问题81

2—3.1氧和乙炔比例的影响82

2—3.2压缩空气的作用与喷涂距离的选择85

2—3.3丝材直径与进丝速度的影响88

2—3.4喷射角的影响91

2—3.5其它因素的影响92

2—3.5.1涂层材料本性的影响92

2—3.5.2基体材料特性的影响94

2—3.5.3喷前表面处理的作用95

2—3.5.4环境条件的影响95

2—3.5.5预热基体与冷却涂层的作用96

2—3.5.6工件表面状态的作用97

2—3.5.7移动工件的作用98

2—3.6.1喷涂距离的影响99

2—3.6丝材喷涂中的金属损耗99

2—3.6.2压缩空气压力的影响100

2—3.6.3氧压的影响100

2—3.6.4喷射角的影响100

2—3.6.5工件表面温度的影响101

2—3.6.6表面组糙度的影响101

2—3.6.7丝材直径的影响102

2—3.6.8喷涂方式的影响102

2—3.6.9进丝速度的影响102

2—3.6.12基体材料的影响103

2—3.6.10使用燃气类型的影响103

2—3.6.11工件表面形状与尺寸的影响103

2—3.6.13喷涂设备的影响104

2—3.6.14操作者技术水平的影响104

2—3.7关于基体表面的喷涂强化效应105

2—3.7.1涂层粒子的扁平度106

2—3.7.2喷涂粒子的硬度106

2—3.7.3喷涂金属的收缩率108

2—3.7.5表面后处理造成的过热109

2—3.7.6各种影响因素的综合作用109

2—3.7.4关于热影响109

第三章氧乙炔焰粉末喷涂（焊）工艺115

3—1概述115

3—1.1定义115

3—1.2喷涂与喷焊的区别116

3—1.3喷涂（焊）设备117

3—2喷焊工艺118

3—2.1喷焊前的准备工作118

3—2.1.1待喷工件表面的预处理118

粉末喷焊枪的选择119

测量及常用工具的准备119

3—2.1.2工具的准备119

旋转工具的准备120

3—2.1.3供喷焊用的粉末120

3—2.1.4焊层厚度设计121

3—2.2喷焊121

3—2.2.1喷焊二步法工艺122

预热122

喷粉124

重熔129

缓冷131

预喷粉132

喷粉重熔132

3—2.2.2喷焊一步法工艺132

预热132

缓冷133

3—3喷涂工艺133

3—3.1喷涂前的准备工作134

3—3.1.1待喷面的预处理134

3—3.1.2工具准备134

3—3.1.3供喷涂用的粉末134

3—3.1.4涂层厚度134

3—3.2.2组糙表面135

3—3.2喷涂工艺135

3—3.2.1预热135

3—3.2.3喷过渡层粉末136

3—3.2.4喷工作层粉末137

3—3.2.5缓冷137

第四章粉末和喷涂（焊）层性能检验138

4—1金属粉末物理工艺性能检验138

4—1.1粉末颗粒形态的观测138

4—1.1.1粉末颗粒形貌的观测138

4—1.2.1筛分析139

4—1.2 粉末粒度的分析139

4—1.1.2粉末颗粒内部形态的观测139

4—1.2.2亚筛分析140

沉降天平法140

库尔特计数器141

光透过法142

淘洗法142

4—1.3比表面积的测定143

4—1.3.1气体吸附——容量法144

4—1.3.2气体吸附——色谱法144

4—1.3.3气体透过——费氏法145

4—1.4.1粉末真密度的测定146

4—1.4粉末密度的测定146

4—1.4.2松装密度的测定147

4—1.5粉末的流动性能147

4—1.6粉末颗粒硬度的测定147

4—1.7熔点的测定148

4—1.7.1时间温度法148

4—1.7.2反速度法148

4—1.7.3速度曲线法148

4—1.7.4推导示差曲线148

4—2.1.1涂层剥离称量法149

4—2喷涂、喷焊层性能的测定149

4—2.1 喷涂层的表观密度和孔隙度的测定149

4—2.1.2直接称量法150

流体静力称量法150

称量法151

4—2.2喷涂、喷焊层硬度的测定151

4—2.2.1布氏硬度151

4—2.2.2洛氏硬度152

4—2.2.4划伤硬度155

比氏划伤硬度155

4—2.2.3维氏硬度155

赫夫曼划伤硬度157

4—2.3磨损试验157

4—2.3.1磨料磨损试验158

固定磨料的磨损试验158

不固定磨料的磨损试验160

4—2.3.2腐蚀磨损161

4—2.3.3耐蚀性能161

4—2.4膨胀系数的测定162

4—2.5.1抗拉强度164

4—2.5喷涂、喷焊层的力学性能的测定164

4—2.5.2结合强度166

法向结合强度的测定166

切向结合强度的测定169

4—2.5.3弯曲性能173

第五章热喷涂用复合粉末材料175

5—1发展概况175

5—2特征评述178

5—2.1包覆型复合粉178

5—2.2并合型复合粉179

5—2.3复合粉优点179

5—3.1.1 气相沉积法180

5—3.1包覆型复合粉的制备180

5—3制粉技术180

热分解法181

置换反应182

氢还原182

化合物沉积182

5—3.1.2液相沉积183

5—3.1.3固相沉积184

5—3.2并合型复合粉的制备185

5—3.2.1固相团聚法186

5—3.2.4其它方法188

5—3.2.2雾化法188

5—3.2.3烧结—破碎法188

5—4复合粉的性能评价189

5—4.1化学成份189

5—4.2物理性能190

5—4.2.1粉末形貌190

5—4.2.2粒度组成190

5—4.2.3金相检查190

5—4.3.2粉末的流动性191

5—4.4粉末的热化学性能191

5—4.3.1粉末的松装比重191

5—4.3粉末的工艺性能191

5—5复合粉的涂层功能194

5—5.1自粘性涂层204

5—5.1.1粘结底层204

5—5.1.2放热反应205

5—5.1.3自粘性材料的涂层功能205

5—5.1.4自粘一步复合粉206

5—5.2耐磨损涂层207

5—5.6机件间隙控制涂层218

5—5.5恢复尺寸涂层218

5—5.4电绝缘涂层218

5—5.3耐热抗氧化涂层218

5—6 自粘性复合粉的放热机理与涂层冶金学220

5—6.1 Ni—Al粉的放热过程220

5—6.2喷涂条件下的热化学行为222

5—6.3 Ni—Al粉的放热反应类型224

5—6.4 Ni—Al复合粉涂层的冶金学225

5—7复合粉的喷涂工艺226

5—7.1喷涂工艺227

5—7.2涂层的物理性能227

5—7.3涂层的工程性能227

6—2.1概述233

6—2自熔合金粉末233

第六章热喷涂（焊）用粉末材料233

6—1热喷涂（焊）粉末材料分类233

6—2.2技术要求237

6—2.3制造工艺239

6—2.3.1概述239

6—2.3.2雾化制粉的基本原理240

6—2.3.3雾化制粉工艺设备242

气喷水冷雾化制粉工艺与设备242

液体雾化法243

气喷气冷雾化制粉工艺243

6—2.4.1国外主要自熔合金粉末系列244

6—2.4成份、性能、用途244

6—2.4.2国内自熔合金粉末系列成份与性能250

6—2.5自熔合金粉末分类250

6—2.5.1镍基自熔合金粉末系列250

镍硼硅（Ni—B—Si）系列250

镍铬硼硅（Ni-Cr-B-Si）系列256

6—2.5.2钴基自熔合金粉末259

6—2.5.3铁基自熔合金粉末260

6—2.5.4含碳化钨自熔合金粉末261

6—2.5.5铜基自熔合金粉末262

6—3喷涂用工作层粉末264

6—3.1一般工作层粉末264

6—3.2一步涂层粉末265

6—4组合型热喷涂（焊）粉末279

6—5热喷涂陶瓷材料284

6—5.1氧化物陶瓷涂层284

6—5.1.1氧化铝285

6—5.1.2氧化锆285

6—6塑料295

6—5.3金属陶瓷涂层粉末295

6—5.2氧化物棒料295

6—6.1热塑塑料296

6—6.2热凝塑料296

6—7涂层密封剂296

6—7.1塑料密封剂297

6—7.2石蜡密封剂297

6—7.3无机密封材料298

第七章技术和基础理论研究299

7—1粉末299

7—1.1塑性范围299

7—1.2.1热膨胀系数的测定300

7—1.2热膨胀系数300

7—1.2.2多层涂层304

7—1.3 相变304

7—1.4粒度307

7—2相图的研究308

7—3 结合机理310

7—3.1机械结合310

7—3.2物理结合311

7—3.3化学或冶金结合311

7—3.3.2喷涂层的显微冶金结合312

7—3.3.1喷焊层的冶金结合312

7—3.3.3喷涂层的化学结合313

7—3.4其它结合机理314

7—4工艺315

7—4.1工件表面预处理315

7—4.1.1表面清洁处理的作用315

7—4.1.2表面粗糙处理的作用315

7—4.1.3表面处理对工件疲劳寿命的影响317

7—4.2.2对粉末冷却速率的影响319

7—4.2.3对涂层结合强度的影响319

7—4.2.1对涂层内应力的影响319

7—4.2工件预热319

7—4.3喷涂参数322

7—4.3.1喷涂参数对粉末沉积率的影响322

7—4.3.2喷涂距离与粉末速度、粉末温度的关系323

7—4.3.3喷涂距离对涂层性能的影响324

7—4.3.4粉末速度对涂层性能的影响325

7—4.3.5喷涂气氛对涂层性能的影响327

7—5涂层结构、性能328

7—5.1层状结构328

7—5.2多孔结构330

7—5.3各向异性333

7—5.4涂层强度334

7—5.4.1涂层强度的名词解释334

7—5.4.2高强度涂层和薄涂层的强度检验工作335

7—5.4.3涂层厚度对结合强度的影响336

7—6无损检验337

7—6.1染色渗透技术337

7—6.2 x—光或γ—射线探伤技术338

7—6.3超声波检验技术338

7—6.3.1检验涂层缺陷338

7—6.3.2检验涂层结合强度339

7—6.4全息干涉量度技术340