1熱噴塗技術及（jí）其應用

      隨著現代科技的發展進（jìn）步,對軍（jun1）事裝備、工業生產裝備、科研儀器等（děng）提出了更高的性能指標,對構成這些儀器的零部件的使用性能要求也越來越（yuè）高。為滿足特（tè）殊的使用要求,往往要（yào）采用一些貴重金（jīn）屬如鈦、鎳、鈷、鎢、鋯製造零（líng）件,鑄、鍛造以及焊接方法都有一定困難而且極不經濟。利（lì）用熱噴塗（tú）技術在普通材料的表麵噴塗一層特殊的（de）塗層（céng）,製造一個特殊（shū）的工（gōng）作（zuò）表麵,可以達到節約材料,節約能源的目的。

      熱噴塗技術是利用熱源將噴塗材料（liào）加熱至熔融或半熔融狀態,並以一定的速度噴射到經過預處理的（de）基體表麵並通過微小顆（kē）粒的沉積形成塗層,從而賦予基體表麵特殊（shū）功能的方法和（hé）技術,是表麵工程技術的重要組（zǔ）成部分。采用不同的塗層材料和不同（tóng）的工藝方法,可以在基體表（biǎo）麵製備減磨耐磨、耐腐蝕、抗高（gāo）溫氧化、熱（rè）障、電磁屏蔽接（jiē）收、絕緣等功能（néng）塗層。

      比較常用的熱噴塗方法有火焰噴塗、電弧噴塗、等離子噴塗,塗層材料包括金（jīn）屬、金屬合金、陶瓷（cí）、金屬（shǔ）陶瓷、塑料（liào）及其它複合材料。熱噴（pēn）塗方法和技術已經被廣泛應用於航空航天、冶（yě）金、能源、軍事（shì）裝備、石油化工、機械製造、交通運輸、生物工程等國民經濟各個（gè）領域。

      目前,通過熱噴塗技術製作的各種功能塗層大多用於零部（bù）件的（de）防護、強化、修複,直接用熱噴（pēn）塗（tú）技術製作（zuò）零部件的報道很少。本文介紹一種通過熱噴塗方式製作滑（huá）動軸（zhóu）承的方法和工藝,由於（yú）工藝方法特殊,也可以作為（wéi）熱噴塗技術與材料累積工藝（yì）相結（jié）合（hé）製（zhì）作特殊零件的探（tàn）索。

      2常規（guī）滑動軸承的製（zhì）造（zào）方法

      滑動軸承是常用的機械零（líng）件,由旋轉的軸頸和固定的軸承座構成,和軸頸接觸的軸承座內表麵稱（chēng）軸瓦或軸承襯。由於軸在使用中往往要承受一定的載荷並傳遞（dì）運動和動力,所以一般常用材（cái）料為各種鋼和鑄鐵,比較耐磨;軸瓦或軸承襯的常用材料為軸（zhóu）承合（hé）金、青銅、鋁基合金、鋅基合金等, 其中軸（zhóu）承合（hé）金(主要是錫、鉛、銻或其它（tā）金屬的合金)由於其耐磨性好、塑性高、跑合性能好、導熱性好和抗膠合性好及與油的吸附性好,在重載、高（gāo）速（sù）情況（kuàng）下使用較多,  但軸承合金的強度較小,價格較（jiào）貴,一般采用離心澆（jiāo）鑄的方式鑄造在鋼、鐵等軸承座的工作表麵,形成滑動軸承的工作表麵。

      3利用熱噴塗技術製造滑動軸承內襯的工藝方法

      目前介紹通過熱噴塗技術修複滑動軸承的資料和文獻很多,德國大眾汽車公（gōng）司也有通過等離子噴塗製作內燃機連杆內孔耐（nài）磨鋁青銅塗層的（de）發明專利。但由於（yú）受現（xiàn）有熱噴塗設備和操作方法的製約,通過熱噴塗技術製備的各種功能塗（tú）層大多局限於零件的外表麵（miàn）和較大的內孔（kǒng）表麵,一旦（dàn）孔徑小於φ35或孔深（shēn）較大（dà）則施工困難,如果（guǒ）零件型腔表麵特殊,則無法施工。

      本文就如下滑動軸承零件的製作介紹一種利用熱噴塗技術製造滑動軸承內襯的工藝方法,零件如圖1中a圖所示,其內孔直徑（jìng）為φ20,長30,內孔表麵為工（gōng）作（zuò）表（biǎo）麵,有3mm厚的軸承合金。該零件（jiàn）一般采用離心澆鑄方式製作合金層,由（yóu）於孔徑太小,目前（qián）還沒（méi）有一種熱噴塗用內孔噴槍能完成此類（lèi）任務。

      4需要注意的相關（guān）問題

      采用熱噴塗技術（shù）製作上述滑動軸承及類似零件時,除了要遵守熱噴塗操作安（ān）全規程外,還應考（kǎo）慮如下（xià）相關問題（tí）。 

      (1)應根據工作表麵工況選擇合適的（de）塗層（céng）材料和噴塗工藝。如本文介紹的采用電弧噴塗方法在軸承零件內表麵（miàn）噴塗軸承合金,為防止合金材料在噴塗時過度氧化,可采用氮氣作為噴塗介質（zhì）氣體。  

       (2)如塗層表麵有精度和粗糙度要求,  需要通過機械加工方式獲得所（suǒ）需（xū）技術要求,則要合理設（shè）計（jì）塗層的厚度和工裝的尺寸,預留加工量並保證（zhèng）塗層的工作厚度。如本文介紹的（de）滑動軸承在補充機械加工時應以毛坯內孔為粗基準,先加工外柱麵（miàn）;然後以（yǐ）外柱麵為精基準加工內孔,保證（zhèng）剩餘（yú）塗層（céng）厚度（dù）均勻。

      (3)兩種塗層間（jiān）的結合（hé）力和殘餘應力。由於噴塗完工作塗層後要在其上麵（miàn）通過電弧噴塗方法噴塗支撐塗層,並且支撐塗（tú）層較厚（hòu）,如兩種塗層間結（jié）合不好,可能導致（zhì）工（gōng）   作塗（tú）層在補充加工階段或使用階（jiē）段剝落。為此,應（yīng）充分考慮兩種材料的熱膨（péng）脹係數和結合力,如有必要可在二者（zhě）中間噴（pēn）塗一（yī）層過渡塗層,設計複合塗層、梯度（dù）塗層,以增加結合強度。在（zài）塗層設計階段要充分考慮兩種塗層間能否充分結合的問（wèn）題,實際應用中要作（zuò）充分的工藝實驗。另外,還（hái）要（yào）通過控製噴塗前、噴塗中的溫度減小殘餘應力,必要時可在後期安排消除內應力的熱處理（lǐ）工序（xù）。

      (4)工件和工裝拆裝方便,工裝可重複使用。由於噴塗時塗層材料處（chù）於熔（róng）融、半熔融狀態,在高速氣流的帶（dài）動下呈錐柱狀射向工件,一些塗層材料不可避免地要粘貼在工裝表麵,考慮工（gōng）裝和工件拆裝方便並（bìng）能重複使用,噴塗前要在工裝表麵塗（tú）脫模劑。

      本文以滑動軸承內襯的製作為例介紹了一（yī）種熱噴塗技術和材料（liào）累積工藝相結合的工藝方法（fǎ）,按照這種思路還可以製造其它複雜零件和其它功能塗層,如內孔帶耐磨、耐腐蝕塗層的液壓閥閥體、螺旋冷卻通道等。必須承認,這種方法目前還不適合產（chǎn）品的大（dà）批、大量生產,隻能用於有特殊性能（néng）要求、特殊結構零件（jiàn）的單件小批生產。

      這種通過熱噴塗技術製（zhì）作的滑動（dòng）軸承內襯為非晶態軸（zhóu）承合金,硬度高於母材並有一定的孔隙率,可容納（nà）一部分油脂,在使用性能上優於鑄造方法獲得的滑動軸承內襯。另外,由於采用了不同於鑄（zhù）造方法（fǎ）的熱噴塗技術製作軸承（chéng）合金內襯,在零（líng）件設計（jì）時（shí）可以適當減少軸承合金的厚度以節約貴重金屬。