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　　摘 要：文章结合热喷涂复合材料工艺的主要特点，论述了热喷涂复合材料材料在加热熔化过程、雾化过程、飞行过程、碰撞沉积过程的作用机理。分析了热喷涂工艺过程中产生乙炔、丙烯、丙烷等易燃、易爆危险气体，形成高速燃气火焰喷涂过程中的回火燃烧、爆炸，出现涂层材料蒸发，形成金属粉尘燃爆，以及非金属粉尘污染等影响环境的因素。 

　　关键词：热喷涂；工艺特点；环境污染 

　　引言 

　　现代制造技术的发展，机械零件不但要有良好的综合性能，还要环境负荷小、循环利用率高，以便节约资源、减少环境污染，真正达到绿色材料的目标[1]。热喷涂复合材料技术是根据零件性能要求，利用热源将热喷涂基体材料加热至熔化或半溶化状态，并以一定的速度通过喷涂设备将基体材料和增强材料颗粒喷射沉积到经过预处理的零件材料表面形成涂层的方法，它赋予了零件表面特殊的性能及功能。随着热喷涂技术的发展，各种热喷涂工艺层出不穷，应用不断扩大，其中部分涂层制备工艺技术已纳入先进制造技术[2]。随着现代科学技术的发展，热喷涂技术应用也在不断的扩大，不同性能的涂层材料结合不同的工艺方法，可制备具有不同力学性能及功能性的减摩耐磨[3]、耐磨涂层[4]、催化功能、耐腐蚀涂层[5]、抗氧化涂层等。无论是金属、合金，还是陶瓷、金属陶瓷，以及塑料、金属塑料、复合材料，涂层材料几乎涉及到所有固态工程材料领域。然而，热喷涂复合材料技术涉及到高温、易燃烧气体、易爆炸、粉尘等物质，不但容易引起环境污染，而且对安全防护也有更高要求，加强热喷涂复合材料技术的环境保护具有实际意义。 

　　1 热喷涂复合材料工艺的技术特点 

　　热喷涂复合材料工艺技术方法较多，不同方法具有相应的特点。无论何种工艺方法，喷涂过程中在零件表面形成涂层的原理以及形成涂层的结构特点具有很大的相似之处。在不同的热喷涂工艺技术方法中，喷涂材料一般要通过加热熔化过程、雾化过程、飞行过程、碰撞沉积过程。喷涂过程中，热熔化过程是指喷涂材料的线材连续不断地进入喷涂设备的热源高温区被加热熔化，从而形成熔滴；或者是当喷涂材料的粉末直接进入喷涂设备的热源高温区，材料粉末在行进的过程中被加热至溶化或半熔化状态。雾化过程是在外加压缩气流或热源自身气流动力的作用下，将熔滴雾化成微细熔粒，然后加速粒子的飞行速度过程；对于粉末材料，是指当被加热到超过材料的熔点形成液滴时，通过在高速气流的作用下，粉粒被雾化破碎成更细微粒，并加速飞行速度过程。飞行过程是指已经熔化或半熔化状态的雾化粒子，由于在外加压缩气流或热源自身气流动力的作用向工件表面被加速飞行的过程，雾化粒子飞行过程中的速度是变化的，一般是首先被加速，然后随飞行距离的增加而减速。碰撞沉积过程是飞行过程中具有一定温度和速度的雾化粒子在接触机械零件基体材料的瞬间，以较高的动能冲击零件表面，并与零件表面产生强烈的碰撞。在碰撞机械零件表面的瞬间，喷涂粒子的动能在零件表面转化为热能，并传递给零件的基体材料，在凹凸不平的零件基材表面上产生凝固和形变。由于零件基体材料温度低，变形粒子冷却速率大，体积产生收缩，呈现出扁平状形态，并牢固地粘结在零件基体材料表面上。在喷涂粒子不断地冲击碰撞零件基体表面过程中，不断碰撞、变形、凝固、收缩，形成一定厚度的涂层。