高压冷喷涂技术特点及应用概述

高压冷喷涂是一种高压气流加速微小颗粒形成超音速(300~1200m/s)气固双相流轰击金属或绝缘基体表面形成涂层的工艺。与传统热喷涂相比,该技术具有喷涂温度低、涂层对基体热影响小、送粉速度快、涂层孔隙率低等优点,这使得高压冷喷涂技术适用范围较广,且喷涂粉末可以回收利用,降低了喷涂成本。本文从高压冷喷涂技术原理出发,介绍了技术特点、影响因素,综述了高压冷喷涂技术的应用及相关领域,展望了高压冷喷涂技术的未来发展和要求。

冷喷涂制备CuZn35涂层结构及耐摩擦磨损性能

目的采用高压冷喷涂技术制备低氧化、致密、耐摩擦磨损的CuZn35涂层,并探究加速气体温度对CuZn35涂层性能的影响。方法利用高压冷喷涂技术在铝板上沉积CuZn35涂层,探究加速气体温度对冷喷涂CuZn35涂层微观结构及耐摩擦磨损性能的影响。在载荷为2 N时,在旋转式摩擦磨损试验仪上进行试验,对比铸态CuZn35材料的耐磨性能,评估在压力为5 MPa,加速气体温度为400、600、800℃条件下冷喷涂制备的CuZn35涂层的耐磨性能。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、三维轮廓仪(3D Profiler)对涂层的微观结构和磨损表面形貌进行分析。结果当冷喷涂加速气体温度从400℃升至800℃时,CuZn35涂层内部颗粒的变形量不断增大,颗粒之间形成了较好的结合,孔隙率从2.67%降至0.5%以下,硬度从200HV0.3升至242HV0.3,涂层磨损率从3.67 mm^(3)/(N·mm)降至1.80 mm^(3)/(N·mm)。在温度为800℃条件下制备的CuZn35涂层表现出最优的耐摩擦磨损性能,在磨损过程中涂层材料未发生明显的块状脱落现象,仅其表面有轻微磨痕,涂层的磨损率较低,与铸态CuZn35材料相近。结论高压冷喷涂技术可获得与铸态CuZn35材料耐磨性能相近的CuZn35涂层。随着冷喷涂加速气体温度的升高,CuZn35涂层的孔隙、微裂纹等缺陷显著减少,涂层颗粒间的结合性增强,涂层的硬度逐渐增大。在摩擦磨损实验中,涂层的耐磨性能随着制备过程中加速气体温度的升高显著增强。

基于模型布尔运算的冷喷涂机器人路径快速生成策略

在离线编程环境下以实体模型的布尔运算结果为依据,将机器人路径生成过程与高压冷喷涂工艺参数相结合,在待喷涂面上快速生成最短且能保持路径间距基本一致的机器人路径,同时使用该路径在复杂曲面工件上进行高压冷喷涂实验并分析了冷喷涂涂层的厚度分布情况。