1-粉末及送粉气;2，3-冷却水;4-氧气;5-燃料气图1超音速火焰喷涂原理在喷涂机喷嘴出口处发生的焰流速度一般为音速的4倍，即约为1520m/s，最高可达2400m/s（详细与焚烧气体品种、混合份额、流量、粉末质量和粉末流量等有关），粉末撞击到工件外表的速度估量为550m/s～760m/s。之所以能有这么高的速度，要害在于按流体力学的原理合理规划制作了一个喷嘴，称之为Laval管的胀大管。现在使用超音速火焰喷涂技能制备T800钴基合金涂层的相关研讨较多，使用T800钴基高温耐磨合金进行外表强化的工艺首要包含堆焊工艺、激光熔覆技能以及等离子喷涂技能。与等离子喷涂制备的T800涂层比较，超音速火焰喷涂制备的T800涂层具有更细密（更低的孔隙率）、更高硬度、更好的结合强度等特色。

　　（1）本文使用超音速火焰喷涂工艺，经过改动不同喷涂参数制备T800涂层，对涂层别离进行显微硬度测验、外表硬度测验与拉伸测验，并对其进行金相安排调查发现，氧气与氢气流量比坚持在2来自95左右，喷涂视点坚持在90°，送粉量坚持在20g/min，喷涂溫度坚持在250℃～300℃下进行喷涂，得到的涂层的拉伸功能、外表硬度与显微硬度均为最佳。

　　喷涂设备包含JKIII超音速火焰喷涂设备、GS943喷砂设备、ABB2600六轴机器人和AMS16000转台。

　　喷涂粉末选用司太立Tribaloy-T800，粉末为球形，均匀粒径为45μm。

　　图1为超音速火焰喷涂原理。燃料气体（氢气，丙烷，丙烯或乙炔-甲烷-丙烷混合气体等）与助燃剂（O2）以必定的份额导入焚烧室内混合，经过爆破式焚烧发生的高温气体高速经过胀大管取得超音速;一起通入送粉气（Ar或N2），并定量地沿焚烧头内碳化钨中心套管送入高温燃气中，终究一起射出并喷涂于工件上构成涂层。

　　基体资料经60#白刚玉砂进行喷砂处理，涂层粗糙度控制在Ra2.5～Ra3.5。选用型号为JKIII型超音速火焰喷涂设备制备T800涂层。为比较不同喷涂参数对涂层功能与金相结构的影响，选取5组不同喷涂参数进行剖析。需求阐明的是，喷嘴直径与喷距在实验中选用的是统一标准，坚持不变。

　　为了更好地比照超音速喷涂制备T800涂层与等离子喷涂T800涂层的功能差异，特选用等离子F4制备一组T800涂层。对等离子喷涂T800涂层试样进行拉伸实验得出拉伸强度为26.58MPa，进行硬度测验得出外表硬度HR15N为86.3。由实验数据可知，与超音速喷涂T800涂层的拉伸强度与外表硬度比较，等离子喷涂T800涂层的拉伸强度与外表硬度都略低。

　　[3]吴楠，侯春梅，张涛，等.T800热喷涂涂层的金相制样办法研讨[G]//陕西省机械工程学会理化查验分会第九届年会论文集.商洛：《配备制作》编辑部，2014：85-88.

　　（2）与等离子喷涂比较，超音速火焰喷涂T800涂层在拉伸强度与外表硬度功能上都有较大优势。

　　[1]段绪海.热喷涂技能在航空发动机上的使用[J].航空工程与修理，1994（4）：9-11.

　　[2]朱朝刚，张建新，燕翙江，等.等离子喷涂T800钴基合金涂层的研讨[J].河北工业大学学报，2017，46（1）：77-82.

　　超音速火焰喷涂（HighVelocityOxygenFuel，HVOF）的呈现使得制备高质量非晶涂层成为了或许。HVOF具有火焰速度快、火焰温度低、喷涂粒子冷却速度快等特色。一般非晶构成的条件是最大临界冷却速度到达106K/s以上，而HVOF热喷涂能够取得临界冷却速度107K/s左右，使得大都合金成分都可在临界速度以上喷涂而构成非晶态安排。经过HVOF喷涂制备的涂层往往比较细密、氧化物含量低、一起具有比等离子喷涂等喷涂办法更高的结合强度。此外，超音速喷涂与等离子喷涂比较能够在较低温度条件下进行削减WC的分化。当然，超音速火焰喷涂也有其局限性，相对于WC-Co烧结技能，超音速火焰喷涂层仍然会遭到WC脱碳和分化的影响，导致构成W2C、W和W-Co-C相。需求指出的是，超音速涂层显微安排、性质和孔隙率首要取决于涂层构成前的气体喷发和飞翔粒子的传热和传质。燃料的性质和化学计量比以及相关的焚烧气体是决议涂层微观结构和功能的要害条件。

　　超音速火焰喷涂是一个杂乱的物理进程，其间一切工艺参数都会影响到涂层的显微安排和涂层成分。首要表现在以下几个方面：（1）显微硬度跟着孔隙率的下降和粒子结合强度的增大而增大，而孔隙率和粒子结合强度首要是遭到粒子飞翔速度和熔融温度的影响。（2）显微硬度会遭到涂层中W2C含量的影响较大，W2C相的硬度要高于WC相，WC分化量越大涂层硬度越高，可是简单导致涂层热硬性的下降;相反，涂层中WC和Co相含量越高，涂层硬度越低。（3）显微硬度与晶粒尺度的联系，大体趋势便是涂层中碳化物的晶粒尺度越小，涂层的显微硬度越高。在某些情况下，例如选用压头加压调查其痕迹，能够发现硬度与晶粒尺度是负相关的。这是由于压痕与涂层的孔隙率和结合强度有关。（4）显微硬度还会与基体的预热温度有关，较高的基体温度能够改进涂层的结合强度以及使熔融的粒子平整化。

　　摘要：超音速火焰喷涂是20世纪80年代呈现的一种高能喷涂办法，它的开发是继等离子喷涂之后热喷涂工业最具创造性的发展。尽管超音速火焰喷涂办法可喷涂的资料许多，但因其火焰含氧量少，温度适中，焰流速度很高，能够有效地避免粉末涂层资料的氧化和分化，所以被广泛地使用于碳化物类涂层的喷涂。本文选用超音速火焰喷涂制备T800涂层，使用金相显微镜对涂层安排结构进行研讨，并经过显微硬度测验、外表硬度测验、拉伸实验等测验办法确认涂层的最佳喷涂参数