摘  要：热喷涂是金属表面处理和防护的一种新工艺，通过热喷涂技术对材料表面进行处理，会改善材料的表面性能。工程机械很多故障的根本原因主要是由于磨损造成的，热喷涂技术能提供耐磨损涂层，对工程机械的磨损进行有效的修复，克服传统修复的不足，发挥其独特的修复优势。

Abstract: The thermal spraying metal surface treatment and protection of a new technology, thermal spraying technology on the surface of the material processed, the material will improve the performance of the surface. Mechanical engineering many of the root cause of failure was mainly due to the wear and tear caused by thermal spray technology to provide abrasion-resistant coatings, construction machinery wear and tear on the effective restoration, to overcome the shortcomings of traditional rehabilitation, restoration of its unique advantages.

关键词：热喷涂  工程机械  磨损  涂层  修复

Key words: Thermal Spraying  Construction Machinery  Wear  Coating  Repair

1 引言

磨损是机械产品失效的主要原因之一。磨损会对设备安全稳定运行带来很多不利影响。通过对磨损造成零件失效的研究表明，失效大都发生在材料表面。实践表明利用热喷涂的技术手段对材料表面进行处理，改善材料的表面性能，会有效地延长零件使用寿命，因此，热喷涂材料的应用会越来越广泛。

2热喷涂技术

热喷涂又称喷焊，是金属表面处理和防护的一种新工艺。热喷涂技术是通过火焰、爆炸、电弧或等离子体等热源，将某种线材或粉末状的材料加热至熔化或半熔化状态，并加速形成高速熔滴，喷向基体，在其上形成覆盖层。这种覆盖层称为热喷涂层，它是一层牢固的保护层。热喷涂材料有很多优点：涂层基体材料不受限制。热喷涂可以在几乎所有固体表面制备涂层，如金属材料、无机材料（玻璃、陶瓷）和有机材料（木材、布、纸）等；热喷涂材料的种类选择范围广泛，几乎所有的金属、合金、陶瓷、塑料等都可以作为热喷涂材料；可赋予普通材料以特殊的表面性能。可使材料满足耐磨、耐蚀、抗高温氧化、隔热、密封等特殊性能要求，满足多种工程和尖端技术的需要。能几倍、几十倍地延长零件的使用寿命，节约贵重材料、能源，提高产品质量，降低成本。热喷涂材料应用广泛，不仅可用于机械设备的制造，还可用于机械零件的修复，许多采用热喷涂技术处理过的旧零部件，其性能要优于新品。一些大功率曲轴，各种重型车辆、拖拉机、柴油机的曲轴、大功率电动机转子等磨损后采用热喷涂技术进行修复，既可显著降低成本，又能延长设备使用寿命，尤其是可有效解决某些进口设备的修复问题。还可采用热喷涂方法恢复加工超差零部件或强化耐磨件表层。各类泵的柱塞、缸套、叶轮等零件也可采用热喷涂方法进行修复。采用热喷涂技术修复后的柱塞使用寿命高于表面淬火柱塞。

3 工程机械的工作特点

工程机械是构成施工生产的重要因素,保持工程机械经常处于良好的状态,提高利用率,延长使用寿命,是企业提高经济效益的需要。但工程机械在使用中不可避免地会出现各种各样的故障。机械杂质一般指的是灰尘、土壤等非金属物质和工程机械在使用过程中自身产生的一些金属屑、磨损产物等。这些杂质一旦进入机械内部，到达机械的配合表面之间，不但使相对运动出现阻滞，加速零件的磨损，而且会擦伤配合表面，破坏润滑油膜，使零件温度升高、润滑油变质。而雨水、空气中的化学物质等也会通过机械零部件的对外通道、缝隙等进入机械内部，腐蚀机械零件内部，加速机械磨损，增加机械故障。这些在工程机械上有很明显的表现。比如：挖掘机或吊车油缸活塞杆由于使用中密封部位进异物磨损导致的拉沟，或碰撞电打导致的凹坑，摊铺机绞龙轴承位的磨损跑圆，装载机、压路机上液力变距器上的密封位的磨损等等。还有的如：发动机箱体曲轴瓦位的抱死导致跑圆，更重要的是液压系统中泵、阀长期使用后磨损，使零部件配合间隙过大，导致内泄，从而在使用中出现各种故障，比如挖掘机大臂无力下垂，摊铺机行驶跑偏，装载机装载无力等。总而言之，其故障的根本原因主要是由于磨损造成的。

4 热喷涂技术在工程机械修复上的应用

随着国家经济建设的发展，各种工程机械的应用领域越来越广，但由于野外作业设备流动性大，难以进行正常的维修和保养，而常年恶劣的工作条件，必然加速设备的磨损，加上作业负荷大，造成设备故障多，使用周期缩短，严重影响了设备的完好率、利用率。因而，对工程机械维修技术提出了更高的要求。针对工程机械设备失效的最大因素--磨损问题，热喷涂的最重要功能是能提供耐磨损涂层，为大量的工程磨损进行有效的保护。下面介绍几种常用的耐磨损涂层。

4.1耐粘着磨损涂层

耐粘着磨损涂层有的容许磨粒嵌入和变形(软支承表面)；有的则是硬的支承材料(硬支承表面)。对耐粘着磨损涂层的要求应满足：依软或硬支承的不同，选用不耐磨的软质材料及耐磨的硬质材料；对硬支承来说，涂层要适应大载荷和高速度的要求。

常用的热喷涂材料有铝青铜、磷青铜、巴氏合金、锡(以上是软支承)；自熔合金与钼或铜的混合物、高碳钢、不锈钢、Ｃo-ＷＣ合金、氧化物陶瓷等(以上是硬支承)。常用的热喷涂方法有燃烧火焰热喷涂(线材或粉材)、等离子热喷涂。

耐粘着磨损涂层经常应用在巴氏合金轴瓦、轴套、止推轴瓦、活塞导承、铜合金衬套、防伤轴承、主齿轮轴颈等的修复。

4.2耐磨粒磨损涂层

磨粒磨损是磨损中的重要形式，耐磨粒磨损涂层处于不同温度(<538℃为低温，538～843℃为高温)时，有很广的应用面。耐磨粒磨损涂层能经受外来磨粒的作用，或是发生于某一硬表面或软表面之间滑动。耐磨粒磨损涂层要求涂层的硬度要超过所存磨粒的硬度，对工作温度要适应，在高温中要有良好的抗氧化性。

常用的热喷涂材料包括陶瓷、金属陶瓷、合金和金属，可根据工况从中选定。常用的热喷涂方法有等离子热喷涂、燃烧火焰热喷涂、高速火焰热喷涂、爆炸热喷涂和电弧热喷涂。

耐磨粒磨损涂层可应用于各类曲轴、各类主轴和传动轴、各种轴套、切削刀口、机械密封套、阀座、各类齿轮、电机端盖等的修复。

4.3耐冲蚀涂层

耐冲蚀涂层能经受尖利的硬颗粒引起的磨损，这些颗粒存在于气体或液体之中，并以一定的速度运动。耐冲蚀涂层要求选择硬涂层，但冲击角大于45℃时，同时应注意涂层的韧性；大多数涂层应进行封孔处理；涂层能经受介质的腐蚀性。

常用的热喷涂材料有合金、陶瓷和金属陶瓷。常用的热喷涂方法有等离子热喷涂、燃烧火焰热喷涂和爆炸热喷涂。

耐冲蚀涂层可应用于阀杆和阀座等的修复。

5 结束语

工程机械在传统的修理手段上，对于磨损的修复很多是束手无策的。致使很多昂贵的部件只能换新的，从而产生很大费用。可以这样说，传统的修理还没有实现根本意义上的修复，只是换件。而热喷涂技术运用在工程机械的大修项目上，能在密封，轴承位配合，液压件的硬伤磨损等上发挥其独特的修复优势。

参考文献：孟少龙主编，《机械加工工艺手册》，机械工业出版社，第2版, 2005