熱噴（pēn）塗通過賦（fù）予材料表麵優異的功能，從而滿足更高性能的使用需要或顯著延長零部件（jiàn）的服役壽命，並通過零部件的循環修（xiū）複使用顯著延長（zhǎng）材料的（de）總體（tǐ）壽命。因而，減（jiǎn）少了資源（yuán）消耗，提高了資源利用（yòng）效率。在我國（guó）大力推（tuī）進循環經濟（jì）、建設節約（yuē）型社會的今天，進一步推廣熱噴塗技術的應（yīng）用意義重大。腐蝕與磨損是造成材（cái）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（jì）損失（shī）約占國民經濟總產值的3%～5%。我國每年因（yīn）腐蝕、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塗防（fáng）護而挽回。因此熱噴塗技（jì）術在國民經濟發展中應用空間廣闊、潛力巨大。

1.  材料組成的（de）複（fù）合（hé）化與低雜質化

　　各類噴塗材料（liào）隨著應（yīng）用對塗層性（xìng）能需求的提高，單一或（huò）少組元（yuán）的材料、雜質含量（liàng）高的材料（liào）難於滿足要求。合金粉末向多元素合金化方向發展，而不同組份的複合趨向多組元化。針對冶金行業大量消耗使用的各種規格大型爐底輥（gǔn），由於最（zuì）高使用（yòng）溫度（dù）超過1100℃，抗氧（yǎng）化、耐磨性（xìng）要（yào）求苛刻，為了達到使用壽命需（xū）要，必須在MCrAlY基（jī）礎上進一步開發多組元的合金粉末。北京礦（kuàng）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組元的合金（jīn）粉末，合金粉末含8%～10%Ta，控製其氧含量低（dī）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（yì），使爐底輥壽命延長至一年。

　　針對航空應用（yòng）的高（gāo）溫（wēn）封嚴塗層，要求塗層700℃以上保持良好可（kě）磨耗性能的同時具有較強的綜合（hé）性能（néng），在Ni/Cg基礎（chǔ）上結合NiCr/Al進一步研究開發的“金屬/合（hé）金（jīn）/非金屬（shǔ）”型NiCrAl/NiCg材（cái）料的等離子塗層滿足了嚴格的使用要求。

　　適用於常（cháng）規機械部件表麵強化或修複（fù）的低成本、一步噴塗耐磨塗層材料是將FeCrBSi合金粉末、碳化鎢、鎳鋁三種材料結合的新型熱噴塗材料。使重型車輛軸等磨損部件的壽命較之單獨采用FeCrBSi合金粉末噴塗提高顯（xiǎn）著，且綜合成本（běn）降低，在生產中獲得了很好的應用效果。

　　在實芯、粉芯複合絲材中多組元的使用，充分發揮了塗層的綜合性能，如北京（jīng）工（gōng）業大學開發的FeCrNiBSiRE粉（fěn）芯絲材（cái）電弧噴塗塗層的耐磨（mó）性為3Cr13的兩倍，具有良好的抗衝擊磨損（sǔn）性能，在電站鍋爐“四管”防護上獲得應用；北京有色金屬研（yán）究院（yuàn）開發的Ni-Cr-Ti合金絲電弧噴塗塗層性能（néng）達到TAFA公司的45CT水平，而價格僅為其1/3。

2．材料（liào）結構（gòu）的超微與納（nà）米化

　　采用納米材料製備新型（xíng）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（zhù）。納（nà）米材料的使用（yòng），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（wǒ）國研（yán）究較多的納米熱噴塗材（cái）料包括（kuò）納米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（mò），再通過造粒獲（huò）得適宜噴塗的顆粒。北京礦冶研究總（zǒng）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（chù）理後粉末（mò）鬆（sōng）裝密度達到1.30g/cm3、流動性達（dá）到21.5s/50g，滿足了噴塗需要。武漢理（lǐ）工大學采用晶粒尺寸為60～80nm、造粒後（hòu）平均粒徑為29nm的WC·12%Co粉末進行HVOF噴塗，結果顯示納米WC·12%Co材料比常規（guī）的（de）微米WC·12%Co材（cái）料噴塗後塗層的顯微硬度明顯提高（gāo）、衝蝕失重（chóng）明顯減少（shǎo）。武漢材料保護研究（jiū）所采用晶粒尺（chǐ）寸20.3nm的ZrO2·8%Y2O3納米氧化鋯團聚粉末，經合適的等離子噴塗工藝獲得了晶粒尺寸為46.9nm的塗層。塗層在鎳基高溫合金表麵製取，底層（céng）NiCrAlY厚度0.09～0.11mm，麵層厚度（dù）0.25mm。與微米ZrO2·8%Y2O3塗層相比，塗層的孔隙率增加，塗層的（de）熱震性能提高約50%，熱導率低約36%，1200℃時的隔熱溫度為162℃，比噴塗熱障塗層提高31℃。

　　等離子噴塗過程當塗層為0.6～0.9mm厚時，塗（tú）層的結合（hé）強度由微米（mǐ）鋁包（bāo）鎳的32.2MPa提高到納米鋁包鎳的35.8MPa；0.06～0.15mm厚時（shí）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Ni/Al、NiCr/Al、NiCr/AlCoY2O3及（jí）FeCrNiWC/Al等。納米鋁粉包覆的鋁包鎳、鎳鉻（gè）鋁適用（yòng）於（yú）不同的條（tiáo）件的粘結底（dǐ）層或工作麵層，鎳鉻鋁鈷氧化釔用於高溫熱障塗層底層，鐵鉻鎳鋁碳化鎢（wū）作自粘結耐磨工（gōng）作塗層使用，幾種塗層材料產品在性能上優於（yú）國外同類材料水平、成本低，均已獲得（dé）工（gōng）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（cái）料適應單一性（xìng）能的高端發展或綜合性能的充分配合。如WC/Co在許多使（shǐ）用中著重中低（dī）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更高的結合力、韌性及較低的摩（mó）擦係（xì）數，為此發展了（le）一種含鈷量較高的WC·25%Co材料，並使其適應爆炸噴塗的（de）工藝要求。對ZrO2·Y2O3隔熱塗層一直追求材料應具有最高的隔熱效果（guǒ），即最低（dī）的導熱係數。NiAl材（cái）料有多種形式，適應不（bú）同的噴塗工藝、不同部件或基材的底（dǐ）層應用（yòng），結合力則是最重要的技術指標（biāo）。為了使（shǐ）冶金行業的沉沒輥表麵獲得更高的耐（nài）金屬（shǔ）液熱蝕特性，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接受的成本為限。

    4．用途的專業化、係列化

　  熱噴（pēn）塗材料的不斷發展，為應用提供了越來越多的選擇，也使材料本身進一步走向專業化、係列（liè）化。封嚴（yán）塗層材料已發展成（chéng）聚（jù）苯脂、氮化硼、石墨、矽藻土和膨（péng）潤土等（děng）為主要可（kě）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（shǐ）用溫度（dù）、耐磨性以至基（jī）材、部件形狀等使用要求。NiCrBSi則根據塗層硬度要求發展成係（xì）列化的合金粉末品種（zhǒng），還通過加入（rù）不同含量的WC係組份延伸（shēn）品種數量。WC/Co也（yě）根據Co含量的不同、碳化鎢（wū）形態的差異形成（chéng）多（duō）個品種。各類（lèi）絲材、棒（bàng）材也（yě）已逐步走向係列（liè）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（hé）金絲（sī）、NiCr合金絲、NiCrTi合金（jīn）絲、FeCrAl合（hé）金絲等。我國目前已有百種以上的（de）熱（rè）噴塗材料在工業生產中（zhōng）應用。

　  民用與軍工兩大（dà）應用領域需求的牽引及包括新型熱（rè）噴塗（tú）材料在內的自身（shēn）科（kē）技水平的不斷推進，使我國熱噴塗行（háng）業（yè）近年來發展速度顯著加快。民用市場的高速發展刺激了材料用量規（guī）模的增長，而軍工需求則從實質上（shàng）帶動了高質量、新型熱噴塗材料走向實用化（huà）。我國熱噴塗行業已形成規模，據估計國內目前從事熱噴塗技術（shù）研究開（kāi）發或生產（chǎn）的單位約1500家（jiā）。各類熱噴（pēn）塗材料的應用已隨著熱噴塗技（jì）術的推廣滲透到航空航天、冶金（jīn）、機械（xiè）、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，目前已進入了新的（de）快速發展（zhǎn）階（jiē）段，應用領域不斷拓展，在各類工業部件的新件製造與舊件修複、延（yán）長（zhǎng）部件或材料的服役壽命或賦予材料特殊（shū）性能等方麵發揮越來越重要的作用。

結語

     (1)經過多（duō）年的發展，我國熱噴塗材料的品種繁多（duō），百種粉末、絲材、棒材產品已隨著熱噴塗（tú）技術應用到各（gè）個工業領域。對一係列金屬合金、陶瓷（cí）粉末、複合等粉末材料，合（hé）金、粉芯絲材，氧化物陶瓷棒材產品均（jun1）已形成成熟的生產技術。

     (2)熱噴塗材（cái）料總的技術發展（zhǎn）趨勢在於：組成的複合化與（yǔ）低雜質化，結構的超微或（huò）納米化，性能的高端化，用途的（de）專業（yè）化、係列化。納米結構、複合型、多元合金等各（gè）種新型材料成為研究開發熱點並（bìng）迅速走向應用。

      (3)我（wǒ）國熱噴塗行業已形成規模（mó），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（yīng）用不斷拓（tuò）展，在大力倡導節約型社會的今天，發展前景廣（guǎng）闊。