熱噴塗通（tōng）過賦予材料表麵優異的功能（néng），從而滿足更高性能的使用需要或顯著延長零部件的服役壽命，並通（tōng）過零部件的循環修複使用顯著延長材料的總體（tǐ）壽命。因而，減少了資源消（xiāo）耗，提高了（le）資源利用效率。在我國大力推進（jìn）循環經濟、建設節（jiē）約型（xíng）社會的今天，進一步推廣（guǎng）熱噴塗技術的應用意義重大。腐蝕與磨（mó）損是造成（chéng）材料和零部件失效的主要原因，據報道發達國家因此造成的經濟損失約占國民經濟總產值的（de）3%～5%。我國每年因腐（fǔ）蝕、磨損造成的損（sǔn）失已達幾千億元，這其中應有相當部分可以通過熱噴（pēn）塗防護而（ér）挽回。因此熱噴塗技術在國民經濟發展中應用空間廣闊、潛力（lì）巨大。

1.  材料組成的複合化與低雜質化

　　各類噴塗材料（liào）隨著應用對塗（tú）層性能需求的提高，單一或少組元的材料（liào）、雜質含量高的材料難於滿足要求。合金粉末向多元（yuán）素合金化方向發展，而（ér）不同組份的複合趨向多組元化（huà）。針對冶金行業大（dà）量消耗使用的各種（zhǒng）規格大型（xíng）爐底輥，由於（yú）最高使用溫度超過1100℃，抗氧化、耐磨性要求苛刻，為了達到使用壽（shòu）命需要，必須（xū）在MCrAlY基（jī）礎（chǔ）上進一步開發多組元的合金粉（fěn）末。北京礦冶研究總院研究采用真空（kōng）惰氣霧化法研究開發了CoCrAlTaYCA係7組（zǔ）元的合金粉末，合金粉末含8%～10%Ta，控製其氧含量（liàng）低於0.1%，並將其與純Al2O3混合後進行爆炸噴塗，塗（tú）層結合強（qiáng）度可達100MPa，這種多元合金粉與氧化物陶瓷的複合材料高溫（wēn）性能優異，使爐底輥壽命延長至（zhì）一年。

　　針對航空應用的高溫封嚴塗層，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（bù）研究開發（fā）的“金屬/合金/非金屬”型（xíng）NiCrAl/NiCg材料的等離子塗層滿足了嚴格的使（shǐ）用要求。

　　適用於常規機（jī）械部件表（biǎo）麵強化或修複的低成本、一步噴（pēn）塗耐磨塗層（céng）材料是將FeCrBSi合（hé）金粉末、碳化鎢、鎳鋁三種材料結合（hé）的新型熱噴塗材料。使重型車輛（liàng）軸等磨損部件（jiàn）的壽命較之單獨（dú）采用FeCrBSi合金粉末噴塗（tú）提高顯著，且（qiě）綜合成本降低，在生（shēng）產中獲得了（le）很好的應（yīng）用效果。

　　在實芯、粉芯複合絲材中多（duō）組元的（de）使用，充分發揮了塗層的（de）綜合性能，如北京工（gōng）業大學開（kāi）發的FeCrNiBSiRE粉芯絲材電弧噴塗塗層的耐磨性為3Cr13的（de）兩倍，具有良好的抗衝擊磨（mó）損性能，在電（diàn）站鍋爐“四管”防護上獲得應用；北（běi）京有色金屬研究院開發的Ni-Cr-Ti合金絲電弧噴塗塗層性能達到TAFA公司的45CT水平（píng），而價格（gé）僅為（wéi）其1/3。

2．材料結構的超（chāo）微與納米化

　　采用（yòng）納米材料（liào）製備新型噴塗材料或添加納米材料對熱噴塗材料進行改性日益受到關注。納米材料的使用，有助於使（shǐ）塗層的組織結構細化、均勻化，從而獲得更高的塗層性能。目前我國研究較多的納米熱（rè）噴塗材料包括納米（mǐ）WC/Co、ZrO2、ZrO2·Y2O3、Al2O3·TiO2、NiAl等，製備途徑多是先獲得原始納米粉末，再通過造粒獲得適宜噴塗的顆粒。北京礦冶研究總院采用離心噴霧幹燥以平均粒徑為60nm的Cr2O3粉末為主要原料研製出Cr2O3·5%SiO2·3%TiO2團聚粉末，經熱處理後粉末鬆裝密度達到1.30g/cm3、流動性達到21.5s/50g，滿足了噴塗需要。武漢理工大學采（cǎi）用晶粒尺（chǐ）寸為60～80nm、造粒後平均（jun1）粒徑為（wéi）29nm的WC·12%Co粉末進行（háng）HVOF噴塗，結果顯示納米WC·12%Co材（cái）料比常規的微米WC·12%Co材料噴塗後塗層的顯（xiǎn）微硬度明顯提高、衝蝕（shí）失重明顯減少。武漢材料保護研（yán）究所采用晶粒尺寸20.3nm的ZrO2·8%Y2O3納米氧化鋯團聚粉末，經合適的等離（lí）子噴塗工藝獲得（dé）了晶粒尺寸（cùn）為（wéi）46.9nm的塗（tú）層。塗層在鎳基高溫合金表麵製（zhì）取，底（dǐ）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，塗層的熱震性能（néng）提高約50%，熱導率低約（yuē）36%，1200℃時的隔熱溫度為162℃，比噴塗熱障塗層提高31℃。

　　等離子噴塗（tú）過（guò）程當塗層（céng）為0.6～0.9mm厚時，塗層的結合強度由微米鋁包鎳的32.2MPa提高到納米鋁包鎳的35.8MPa；0.06～0.15mm厚時由44.0～51.5MPa提高到48.7～55.0MPa，相對耐磨性顯著提高。製備的複合粉末包括（kuò）Ni/Al、NiCr/Al、NiCr/AlCoY2O3及FeCrNiWC/Al等。納米鋁粉包覆的鋁包鎳、鎳鉻（gè）鋁適用於不同的（de）條件的粘（zhān）結底（dǐ）層或工作麵層，鎳鉻鋁（lǚ）鈷氧化釔用於（yú）高（gāo）溫熱障塗層底層，鐵（tiě）鉻鎳鋁碳化鎢作自粘結耐磨工作（zuò）塗層使用，幾種（zhǒng）塗層材料產品（pǐn）在性能上優於國外同類材料水平、成本低，均已獲得工業應用。

     3．材料性能的高端化

　　隨著（zhe）塗（tú）層性能的不斷追求，需要材料（liào）適應單（dān）一性能的高端發展或綜合性能的（de）充分配合。如WC/Co在許多使用（yòng）中著重中低溫抗磨損性能，而對某些（xiē）則需要保持較高抗微動磨（mó）損性能（néng）的同時塗層具有更（gèng）高的結合力（lì）、韌性及較低的摩擦係數（shù），為（wéi）此發展了一種含鈷量（liàng）較高（gāo）的WC·25%Co材料，並使其適應爆炸噴塗的工藝要求。對ZrO2·Y2O3隔熱塗層一直追求材料應具有最（zuì）高（gāo）的隔熱效（xiào）果，即最低的導熱係數。NiAl材（cái）料有多種形式，適應不同的噴塗工藝、不（bú）同部件或基材的（de）底層應用，結合力則是最重要的技術指標。為了使冶金行業的沉沒輥表麵獲得更高的耐金屬液熱蝕（shí）特（tè）性（xìng），采用的強化相由WC到Cr3C2，再到MoB2。為了最終應用，材料性能的追求必須以可（kě）接受的成本為限。

    4．用途的專（zhuān）業化、係列化

　  熱噴塗材（cái）料的不斷發展，為應用提供了越來（lái）越多的選擇（zé），也使材料本身進一（yī）步走向專業化、係列化。封（fēng）嚴（yán）塗層材料已發展（zhǎn）成聚苯脂、氮（dàn）化硼、石墨（mò）、矽藻（zǎo）土和膨潤土（tǔ）等為主要可磨（mó）組份的數十種（zhǒng）材料，如AlSi/聚苯脂（zhī）、Al/BN、Cu/Cg、Ni/Cg、CuAl/Cg、NiCrAl/Cg、Ni/矽藻（zǎo）土、NiCrAl/膨（péng）潤土等，適應（yīng）不同使用溫度、耐磨性以至基材、部件形狀等使用要（yào）求。NiCrBSi則根據塗層硬度要求發展成係列化的（de）合金（jīn）粉末品種，還通過加入不同（tóng）含量的WC係組份（fèn）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（yě）已逐步走向係列化。如用於電站鍋爐“四管”的電弧噴塗麵層粉芯絲材7Cr13、3Cr13、NiCr/ Cr3C2、NiCrBSi等，底層NiAl合金絲、NiCr合（hé）金絲、NiCrTi合金絲、FeCrAl合金絲等。我（wǒ）國目前已有百種以（yǐ）上的熱噴塗材料在工業生產中應用。

　  民用與軍工兩大應用領域需（xū）求的牽引及包括新型熱噴塗材（cái）料在內的自身科技水平的不斷推進，使我國熱噴塗行業（yè）近年來發展速度顯著加快。民用市場的高速發展（zhǎn）刺激了材料用量（liàng）規模的增長，而軍工需求則從實質上帶動了高質量、新型（xíng）熱（rè）噴塗材料走向實用化。我國（guó）熱噴塗（tú）行業已形成規模，據估（gū）計國內目前從事熱噴（pēn）塗技術研究開發或生產的單位約（yuē）1500家（jiā）。各類熱噴塗材料的應用已隨著熱噴塗技術的推廣滲透到航空航天、冶金、機械、石化、電力和汽車等國民經濟及國防軍工（gōng）的幾乎各個工業領域，目前已進入（rù）了新的快速發展階（jiē）段，應（yīng）用領域不斷拓（tuò）展，在各類工業部件（jiàn）的新件製造與舊件修複、延長部件或材料（liào）的服（fú）役壽命或賦予材料（liào）特殊性能等方麵發揮越來越重要的作用。

結語

     (1)經過多年的發展，我國熱噴塗材料的（de）品種繁多，百種（zhǒng）粉末、絲材、棒材產品已隨（suí）著熱噴塗技術應用到（dào）各個工業（yè）領域。對一係列金屬合（hé）金、陶瓷粉末、複合等粉末材料，合金、粉芯絲材，氧化物陶瓷棒材（cái）產（chǎn）品均已形成成熟的生產技術。

     (2)熱噴塗材料（liào）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（huò）納米化（huà），性能的高端（duān）化，用途的專業化、係列化。納（nà）米結構、複合型、多元合（hé）金等各種新型材料成為研究開發熱點並迅速走向應（yīng）用。

      (3)我國熱噴塗行業（yè）已形成規模，熱噴塗材料隨著熱噴塗技術的發展進入了新的快速發展階段，應用不斷（duàn）拓展，在大力倡導節（jiē）約型社會的今天，發展前景（jǐng）廣闊。