高速火焰喷涂主要工艺参数
以ＤＪ型高速火焰喷涂系统为例，介绍工艺参数对涂层性能的影响。
（１）粉末特性目前粉末供应商提供了品种繁多的碳化物粉末，而粉末特性往往因其制粉工艺方法的不同而表现出较大的差异。粉末特性包括：粉末粒度分布、颗粒形状、表面粗糙度等。图２１７为两种不同制粉工艺生产的ＷＣ／１２Ｃｏ粉
末的扫描电镜照片，粉末１为团聚烧结制得，粉末２为直接烧结制得。虽然粉末成分相同，但由于制粉工艺不同，其形貌存在较大差异：粉末１为球状颗粒，表面粗糙多孔；粉末２为不规则块状颗粒，表面较光滑。两种粉末粒度基本相同，约为１７～４５μｍ。研究表明：团聚烧结法生产的碳化物粉末，其粒度均匀、形状规则（接近球形）、表面粗糙多孔、流动性好。该类型粉末用ＤＪ２７００设备喷涂，其涂层性能明显优于其他类型粉末的涂层。对ＤＪ２７００设备来说，适宜的粉末粒度为１５～４０μｍ。
（２）氧燃气流量和比例高速火焰喷涂的焰流温度及特性取决于氧燃气流量和混合比例。高速火焰喷涂时，首先应按照设备的规定要求确定氧气和燃气的流量，以保证喷枪焰流达到设计的功率水平。实际生产过程中有多种因素可导致氧燃气比例的波动，而氧燃气比例对确定最终的涂层组织十分重要。理论上，丙烷完全燃烧要求氧与丙烷的比例为５∶１（Ｃ３Ｈ８＋５Ｏ２＝４Ｈ２Ｏ＋３ＣＯ２），这一燃烧比例产生的是中性焰（即燃烧时氧与燃气分子全部耗尽）。若燃气比例下降，焰
流中未消耗尽的氧分子将产生“氧化”气氛，导致熔融粉末粒子的过度氧化，涂层中氧化物含量增多。混合气中燃气过多会产生低温贫氧的火焰，所得涂层中未熔粒子和孔洞增多，而氧化物含量降低。事实上，中性焰是不存在的，在高温燃烧过程不是完全可逆的，反应物与反应产物以热平衡和化学平衡方式共存。研究结果表明：对ＤＪ型高速火焰喷涂系统，当氧燃气比例在４２～５６之间时，可获得高性能的涂层。
（３）喷涂距离研究表明：ＤＪ型高速火焰喷涂系统，当粉末粒子在距喷枪出口１００ｍｍ以内即已达到了其最高温度。随着喷距的增加粒子温度逐渐降低，在１００～２３０ｍｍ范围内，粒子温度大约降低了６０℃，其降低幅度并不大，粒子仍可保持约１７７５℃的高温；而粒子速度在距喷枪出口大约１９０ｍｍ内是一个逐渐加速的过程，在距喷枪出口１９０～２００ｍｍ达到４８０ｍ／ｓ以上的最高速度，在１７０～２３０ｍｍ喷距上，粒子速度基本维持在４８０ｍ／ｓ以上。考虑到高温焰流对基体传热的不利影响，喷距在可能的情况下应尽量增大，故对ＤＪ型高速火焰喷涂系统来说，适宜的喷距应为１９０～２３０ｍｍ。与其他喷涂工艺相比，高速火焰喷涂喷距的可调整范围是比较大的，这得益于粒子的高速度。较大的喷距可调范围对实际生产十分有利，因为可以根据工件的形状、大小、涂层厚度等要求选择适宜的喷距，以得到综合性能最好的涂层。
（４）送粉量对任何热喷涂工艺来说，送粉量都是影响涂层性能的一个重要参数。某种粉末在某一具体的喷涂工艺条件下，都对应有一适宜的送粉量范围。若送粉量过小，可能的不利影响有：
１）被喷涂粉末过熔，粉末烧损，烟雾大，易污染涂层。
２）每一遍喷涂不能完全覆盖其扫过的路径，造成涂层孔隙率增大。
３）延长了喷涂时间易造成工件过热涂层开裂和生产成本的增大。若送粉量过大，可能的不利影响有：
１）粉末熔化不充分，涂层结合强度降低，孔隙率增大。
２）涂层应力增大，导致涂层开裂。
３）粉末沉积率下降，生产成本提高。
研究表明：使用ＤＪ系统喷涂ＷＣＣｏ涂层，当送粉量在３８～７０ｇ／ｍｉｎ之间变化时，涂层孔隙率在１１２％～２％之间，显微硬度在１０００～１３００ＨＶ，粉末沉积率为４０％～５０％，涂层性能优。喷涂ＣｒＣＮｉＣｒ涂层，当送粉量在２７～４５ｇ／ｍｉｎ之间变化时，可获得令人满意的涂层质量。