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第1章 绪论1

1.1 超音速电弧喷涂技术的提出与实现1

1.2 多功能超音速火焰喷涂技术的提出与实现3

1.3 低温超音速火焰喷涂技术的提出与实现4

第2章 超音速电弧喷涂技术6

2.1 超音速电弧喷涂的原理6

2.2 超音速电弧喷涂喷枪的设计7

2.2.1 拉伐尔喷嘴的设计8

2.2.2 喷枪的结构设计12

2.3 超音速电弧喷涂的电源设计13

2.3.1 电弧稳定性与电源外特性13

2.3.2 可控硅触发电路的设计14

2.3.3 送丝电机调速电路的设计16

第3章 超音速电弧喷涂实验与分析18

3.1 超音速电弧喷涂粒子速度的测定18

3.1.1 测试过程18

3.1.2 测试结果与分析19

3.1.3 粒子速度的计算机仿真21

3.2 粒子雾化效果测定与分析26

3.2.1 超音速电弧喷涂粒子雾化效果的测定27

3.2.2 超音速电弧喷涂的雾化过程分析30

3.2.3 雾化的影响因素34

3.3 涂层结合强度的测试与分析35

3.3.1 涂层结合强度的测试与分析35

3.3.2 试验结果与分析37

3.4 涂层孔隙率的测定与分析38

3.4.1 涂层孔隙率的测定结果39

3.4.2 孔隙率的测定结果分析41

3.5 涂层显微硬度测定与分析42

3.5.1 涂层显微硬度测定42

3.5.2 涂层显微硬度分析43

3.6 涂层显微组织与分析44

3.6.1 涂层显微组织与分析44

3.6.2 涂层显微组织的分析48

3.7 涂层耐蚀性试验与分析51

3.7.1 涂层耐腐蚀防护原理与特点51

3.7.2 铝复合涂层52

3.7.3 铝涂层与铝复合涂层耐腐蚀性实验53

3.7.4 实验结果分析55

3.8 超音速电弧喷涂铁基TiB2/Al2O3管状丝材涂层55

3.8.1 试验材料与试验方法56

3.8.2 试验结果57

3.8.3 试验结果分析60

3.8.4 耐磨性试验与分析63

第4章 基于超音速电弧喷涂的铝基表面强化65

4.1 涂层的组织结构66

4.1.1 喷涂材料66

4.1.2 涂层制备方法66

4.1.3 涂层显微组织观察及相分析67

4.1.4 喷涂工艺参数对涂层的影响71

4.2 钛铝涂层的结合强度试验研究77

4.2.1 实验结果及讨论77

4.2.2 喷涂工艺对结合强度的影响78

4.3 超音速电弧喷涂钛铝涂层的显微硬度特性研究81

4.3.1 实验结果及讨论82

4.3.2 喷涂工艺对涂层硬度的影响83

4.4 钛铝涂层的耐磨粒磨损特性研究87

4.4.1 涂层耐磨粒磨损性能的评价与测试方法88

4.4.2 实验结果及讨论89

4.4.3 喷涂工艺对耐磨粒磨损性能的影响94

4.5 钛铝涂层的耐冲蚀磨损特性研究98

4.5.1 实验装置98

4.5.2 实验过程99

4.5.3 实验结果及讨论99

4.5.4 喷涂工艺对耐冲蚀性能的影响102

4.6 钛铝涂层的耐滑动磨损特性研究106

4.6.1 实验方法106

4.6.2 实验结果及讨论107

4.6.3 喷涂工艺对耐滑动磨损性能的影响113

4.7 钛铝涂层的耐腐蚀特性研究117

4.7.1 实验方法117

4.7.2 实验结果及讨论118

4.7.3 喷涂工艺对耐腐蚀性能的影响121

4.8 结论124

第5章 超音速电弧喷涂技术的应用126

5.1 防腐蚀领域的应用126

5.1.1 大型桥梁防腐蚀127

5.1.2 电站锅炉管道防腐蚀128

5.1.3 化工储油罐防腐130

5.2 修复领域的应用130

5.2.1 曲轴的修复131

5.2.2 车床主轴的修复131

5.2.3 柱塞的修复132

5.2.4 模具的修复133

5.3 生产领域的应用134

第6章 多功能超音速火焰喷涂系统设计135

6.1 HVO/AF系统总体设计135

6.2 HVO/AF喷枪总体设计137

6.3 雾化特性与雾化喷嘴的设计139

6.3.1 雾化特性分析139

6.3.2 雾化喷嘴的设计142

6.4 燃烧特性分析与燃烧室的设计143

6.4.1 燃烧特性分析143

6.4.2 燃烧室的设计150

6.5 拉伐尔喷嘴的设计与分析152

6.5.1 拉伐尔喷嘴特征参数的计算过程152

6.5.2 拉伐尔喷嘴的型面设计158

6.5.3 多功能超音速火焰喷涂拉伐尔喷嘴的设计158

6.6 喷枪强度设计165

6.7 喷枪的冷却系统设计166

6.7.1 喷枪冷却系统设计及冷却过程166

6.7.2 影响喷枪冷却的因素169

6.7.3 喷枪冷却的参数计算170

6.8 点火系统的设计172

6.8.1 点火的原理及过程172

6.8.2 点火的影响因素172

6.8.3 点火系统的设计174

6.9 多功能超音速火焰喷涂的控制系统175

6.9.1 煤油供给系统177

6.9.2 氧气-空气供给系统177

6.9.3 水冷系统177

6.9.4 送粉系统178

6.9.5 控制台178

第7章 多功能超音速火焰喷涂焰流及粒子特性179

7.1 多功能超音速火焰喷涂焰流的特性179

7.1.1 加长喷管内的焰流特性179

7.1.2 大气中的焰流特性181

7.1.3 变工况条件下大气中的焰流特性184

7.2 喷涂粒子的速度特性与分析186

7.3 喷涂粒子的温度特性与分析192

第8章 WC-Co涂层的组织结构与性能196

8.1 实验材料与方案196

8.1.1 WC的特点196

8.1.2 实验材料与实验设备197

8.2 涂层结构与分析199

8.2.1 孔隙率201

8.2.2 粒子形貌202

8.3 涂层的相结构与分析205

8.4 涂层显微硬度与分析205

8.5 涂层结合强度与分析206

8.6 涂层磨粒磨损性能与分析209

8.7 涂层冲蚀磨损性能与分析210

8.8 多功能超音速火焰喷涂纳米WC涂层214

8.8.1 试验材料与试验方法214

8.8.2 试验结果与讨论215

第9章 多功能超音速火焰喷涂技术的应用219

9.1 在冶金业中的应用219

9.2 在造纸印刷业中的应用220

9.3 在石油工业中的应用221

9.4 在液压气动设备中的应用222

9.5 在电力系统中的应用222

9.6 在强力耐磨设备中的应用223

第10章 低温超音速火焰喷涂技术225

10.1 低温超音速火焰喷涂系统226

10.2 低温超音速火焰喷涂铜涂层227

10.3 低温超音速火焰喷涂TiO2纳米涂层230

10.4 低温超音速火焰喷涂高分子复合材料231

10.4.1 试验材料231

10.4.2 涂层的显微结构231

10.5 低温超音速火焰喷涂技术应用展望232

参考文献233

附录 可控硅触发电路图235