熱噴塗通過賦予材料表（biǎo）麵優異的功能，從而滿足更高性能的使用需要或（huò）顯著延長零部件的服役壽命，並通過零部件的循環修複使用顯著延長材料的總體壽命（mìng）。因而（ér），減少了資源消耗（hào），提高了資源（yuán）利用效（xiào）率。在我國大力推進循（xún）環（huán）經濟、建設節約（yuē）型社會的今天，進一（yī）步推廣熱噴塗技術的應用意義重大。腐蝕（shí）與磨損是造成材料和零部（bù）件失效（xiào）的主（zhǔ）要（yào）原因，據報道發達國家因此造成的經濟損失約占國民經（jīng）濟總產值的3%～5%。我國每年因腐蝕、磨損造成的（de）損失已達幾千億元，這其中應有相當部分可以通過熱（rè）噴塗防護而挽回。因此熱噴塗技術（shù）在國民（mín）經濟發展中應用空間廣闊、潛力巨大。

1.  材料組成的複合化與低雜質化

　　各類噴塗材料隨著應用對塗層性能需求的提高，單一或少組元的材料、雜（zá）質含（hán）量高的材料難於滿足要求（qiú）。合金粉末（mò）向多元素合金化方向發展，而不同組份（fèn）的複合趨向多組元（yuán）化。針對冶金（jīn）行業大量消（xiāo）耗使用的（de）各種規格大型爐（lú）底輥，由於最高使用（yòng）溫度超過1100℃，抗（kàng）氧化、耐磨性要求苛刻（kè），為了達到使用壽命需要（yào），必須在MCrAlY基礎上進一步開發多組（zǔ）元的合（hé）金粉末。北京礦冶研究總院研究采用（yòng）真空惰（duò）氣霧（wù）化法研究開發了CoCrAlTaYCA係7組元的合金粉末，合金粉末含8%～10%Ta，控製其氧含量低於0.1%，並將其與純Al2O3混合後進行爆炸噴塗，塗層結合強度可達100MPa，這種多元合金粉與氧化物陶瓷的複合材料高溫性能優異，使爐（lú）底輥壽命延長至一年。

　　針對（duì）航空應用的高溫封嚴（yán）塗層，要求塗層700℃以上保持良好可磨耗性能的同時（shí）具有較強的綜合性能，在Ni/Cg基礎上結合NiCr/Al進一步研（yán）究開發（fā）的“金屬/合金/非金屬”型NiCrAl/NiCg材料的等離子塗層滿足了嚴格的使用要求。

　　適用（yòng）於常規機械部件表（biǎo）麵強化或修（xiū）複的低成本、一步噴塗耐磨塗層材料是將FeCrBSi合金粉末、碳化鎢、鎳鋁三種材（cái）料結合的新型熱噴塗材料。使重型車輛（liàng）軸等磨損部件的壽命較之單獨采用FeCrBSi合金（jīn）粉末噴塗提高顯著，且綜合成本降低，在生（shēng）產中獲得（dé）了很好的應用效果。

　　在實芯（xīn）、粉芯複合絲材中多組（zǔ）元（yuán）的使用，充分發揮了塗層的綜合性能，如北（běi）京工（gōng）業（yè）大學開發的FeCrNiBSiRE粉芯絲材（cái）電弧噴塗塗層的耐磨性為3Cr13的兩（liǎng）倍，具有良好的抗衝擊磨損性能，在電站鍋爐“四管”防護（hù）上獲得應用；北京有色金屬研究院開發的（de）Ni-Cr-Ti合金絲電弧噴塗塗層性能達到TAFA公司的（de）45CT水平，而價格僅為其1/3。

2．材料結構的超微與納米化

　　采用（yòng）納米材料製（zhì）備新型噴塗材（cái）料或添加（jiā）納米材料對熱噴塗（tú）材料進行改性日益受到（dào）關（guān）注。納米材料的使用，有（yǒu）助於使（shǐ）塗層的組織結構細化、均勻化，從而獲得更高的塗層（céng）性能。目（mù）前我國研（yán）究較多（duō）的納米熱噴塗（tú）材料包括（kuò）納米（mǐ）WC/Co、ZrO2、ZrO2·Y2O3、Al2O3·TiO2、NiAl等，製備途（tú）徑多是先獲得原始納米粉末，再通過造粒獲得適宜噴塗（tú）的顆粒。北京礦冶研究總院采（cǎi）用離心噴霧幹燥以平均粒徑為60nm的Cr2O3粉末為主（zhǔ）要原料研製出Cr2O3·5%SiO2·3%TiO2團聚粉（fěn）末，經熱（rè）處理（lǐ）後粉末鬆裝密度達到1.30g/cm3、流動性達到21.5s/50g，滿足了（le）噴塗需（xū）要。武漢理工大學采用晶粒尺寸為（wéi）60～80nm、造（zào）粒後平均粒徑為29nm的WC·12%Co粉（fěn）末進行HVOF噴塗，結果顯示納米WC·12%Co材料比常規的微米WC·12%Co材（cái）料噴塗後塗層的顯微硬度明顯提（tí）高、衝蝕失重明顯減少。武漢材料保護研究（jiū）所采用晶粒尺寸（cùn）20.3nm的ZrO2·8%Y2O3納米氧化鋯團聚粉（fěn）末，經合適的等離子噴塗工藝獲得了晶粒尺寸為46.9nm的塗層。塗層（céng）在鎳基（jī）高溫合金表麵製取，底層NiCrAlY厚度0.09～0.11mm，麵層厚度0.25mm。與微米ZrO2·8%Y2O3塗層相比，塗層的孔隙率增加（jiā），塗層的熱震性能（néng）提高約50%，熱導率低約36%，1200℃時的隔熱溫度（dù）為（wéi）162℃，比噴塗熱障塗層提高31℃。

　　等離（lí）子噴塗過程當塗層為0.6～0.9mm厚時，塗（tú）層的結（jié）合強（qiáng）度由微米鋁包鎳（niè）的32.2MPa提高到納米鋁（lǚ）包鎳的35.8MPa；0.06～0.15mm厚（hòu）時由44.0～51.5MPa提高到48.7～55.0MPa，相對耐（nài）磨性顯著提高。製備的複合粉（fěn）末包括Ni/Al、NiCr/Al、NiCr/AlCoY2O3及FeCrNiWC/Al等。納米鋁粉包覆的鋁包鎳、鎳（niè）鉻鋁適用於不同的條件的粘結（jié）底（dǐ）層或工作麵層，鎳鉻（gè）鋁鈷氧化釔用於高溫（wēn）熱障塗（tú）層底層，鐵鉻鎳鋁碳化鎢作（zuò）自粘結耐磨工作塗層使用（yòng），幾種塗層材（cái）料產品（pǐn）在性能上優於國外同（tóng）類材料水平、成本低，均已獲（huò）得工業應用。

     3．材料性能的高端化

　　隨著塗層性能的不斷追求，需要材料適應單（dān）一性能的高端發展或綜合性能的充分配合。如WC/Co在許多使用中著重中低溫抗磨損性能，而對某些則需要保持較高抗微動磨損性能的同時塗層具有（yǒu）更高的結合力、韌性及較低的摩擦係（xì）數，為此發展（zhǎn）了（le）一（yī）種（zhǒng）含鈷量較高的（de）WC·25%Co材料，並使其適（shì）應爆炸噴塗的工藝要求。對ZrO2·Y2O3隔熱（rè）塗層一直追求材料應具有最高的隔（gé）熱效果，即（jí）最（zuì）低的導熱係數。NiAl材料有多種形式，適應不同的噴塗工藝、不同部件或基材的底層應用，結合力則（zé）是最重要的技術指（zhǐ）標。為了使冶金行業的沉沒（méi）輥表麵獲得（dé）更高的耐金屬液（yè）熱蝕特性，采用的強化相（xiàng）由WC到Cr3C2，再到MoB2。為了最終應（yīng）用，材（cái）料性（xìng）能的追求必須以可接受的（de）成本為（wéi）限。

    4．用途的專（zhuān）業化、係列化

　  熱噴塗材料的不（bú）斷發展，為應用提供了（le）越來越多的（de）選擇，也使材料本身（shēn）進一步走向專業化、係列化（huà）。封嚴塗層材料已發展成聚苯脂、氮化硼、石墨、矽藻土（tǔ）和膨潤（rùn）土等（děng）為主（zhǔ）要可磨組份的數十種材料，如AlSi/聚苯脂、Al/BN、Cu/Cg、Ni/Cg、CuAl/Cg、NiCrAl/Cg、Ni/矽藻土、NiCrAl/膨潤土等，適應不同使用溫度、耐磨性以至基材（cái）、部件形狀等使用要求。NiCrBSi則根據塗層（céng）硬度要求發展（zhǎn）成係列化的合金粉末品種，還通過（guò）加入不同含量（liàng）的WC係組份延伸品種數量。WC/Co也根據Co含量的不同、碳化鎢形態的差異形成多個品種。各類絲材、棒材也已逐步走向係（xì）列化。如用於電站鍋爐“四管”的電弧（hú）噴塗麵層粉芯絲材（cái）7Cr13、3Cr13、NiCr/ Cr3C2、NiCrBSi等，底層NiAl合金（jīn）絲、NiCr合金絲、NiCrTi合金絲、FeCrAl合金（jīn）絲等（děng）。我國目前已有百種以上（shàng）的（de）熱噴塗材料在工（gōng）業生（shēng）產中應用。

　  民（mín）用與軍工兩大應用領（lǐng）域需求的牽引及包括新型熱噴塗材料（liào）在內的自身科技水平的不斷推進，使我國熱噴塗行業近（jìn）年（nián）來發展（zhǎn）速度顯著加快。民用市場的高速發展刺激了材料用量規模的（de）增長，而軍工需求則從實質上帶動了高質量、新型熱噴塗材料走（zǒu）向實用化。我國熱噴塗（tú）行業（yè）已形成規模，據估計國內（nèi）目（mù）前從事熱噴（pēn）塗技術研究開發或生產的單位約1500家。各類熱噴塗材料的應用已隨著熱（rè）噴塗技術的推廣滲透到航空（kōng）航天、冶金、機械、石化、電力（lì）和汽（qì）車等國民經濟及國防軍工的（de）幾乎各個工業領域（yù），目前已進入了新的快速發展階段，應用領域不斷拓展，在各類工業部件的新件製造與舊（jiù）件修複、延長部件（jiàn）或材料的服役壽命或賦予材料特殊性能等方麵發揮越來越重要的（de）作用。

結語

     (1)經（jīng）過多年的發展，我國熱噴塗材料的品種繁多，百種粉末、絲材、棒材（cái）產（chǎn）品已隨著熱噴塗技術應用到各個工業領域（yù）。對一係列金屬合金、陶瓷粉末、複合等粉末材料，合金、粉芯絲（sī）材（cái），氧化物陶瓷棒材產品均已形成成熟的生產技術。

     (2)熱（rè）噴塗材料總的技術發展趨勢在於：組成的複合化與低雜質化，結構的超微或納米化，性能的高端化，用途的專業化（huà）、係列化。納米結構、複合型、多元合金（jīn）等各種（zhǒng）新型（xíng）材（cái）料成為研究開發熱點並迅速走向應用。

      (3)我國熱噴塗行業已形成規模，熱噴（pēn）塗材料隨著熱噴（pēn）塗技術的發展（zhǎn）進（jìn）入了新的（de）快速發展階段，應用不斷拓展，在大力倡（chàng）導節約型社會的今天，發展前景廣闊。