首先對冷噴涂鋁基復(fù)合材料涂層的裝備開發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié),通過對比低壓、中高壓、真空、激光輔助、原位噴丸輔助冷噴涂技術(shù)的優(yōu)缺點,指出現(xiàn)有冷噴涂裝備對制備鋁基復(fù)合材料的適用性。其次,通過總結(jié)冷噴涂技術(shù)在制備鋁基金屬間化合物、鋁基陶瓷、鋁基石墨烯等復(fù)合材料涂層方面的研究現(xiàn)狀,證明冷噴涂技術(shù)在各類型鋁基復(fù)合材料制備方面的優(yōu)勢和可行性。最后,對熱處理、攪拌摩擦、熱等靜壓和激光重熔等冷噴涂制備涂層的常用后處理方法進(jìn)行了分析,闡述合理的后處理策略對提升冷噴涂鋁基復(fù)合材料性能方面的重要意義�？傊�,專用冷噴涂裝備開發(fā)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計和后處理策略的體系化研究,是推動冷噴涂技術(shù)應(yīng)用于金屬基復(fù)合材料開發(fā)的關(guān)鍵。 

【文章來源】：表面技術(shù). 2020,49(11)北大核心

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【部分圖文】：

冷噴涂Zn-0.2wt%G/Al復(fù)合涂層[50]

中灤團(tuán)繽考際?[8]。冷噴涂技術(shù)制備復(fù)合材料的優(yōu)勢在于低溫沉積和固態(tài)沉積，噴涂金屬顆粒是通過絕熱剪切失穩(wěn)發(fā)生塑性流變沉積在基體上，特別適合沉積塑性較高的金屬顆粒（如Al、Cu、Ni等）。此外，冷噴涂技術(shù)制備鋁基復(fù)合材料涂層可以有效避免材料的氧化、分解、相變及晶粒長大等問題，有望為鋁基復(fù)合材料的制備研究提供新的途徑。1冷噴涂技術(shù)分類1.1低壓冷噴涂根據(jù)噴涂壓力的不同，冷噴涂技術(shù)可以分為低壓噴涂和中高壓噴涂系統(tǒng)。低壓冷噴涂（LowPressureCodSpray,LPCS）是一種便捷式冷噴涂系統(tǒng)，工作原理如圖1所示。其特點是輸入電源為220V±10%，采用頻率為50Hz的民用電源設(shè)計，即插即用，所需噴涂氣體工作壓力在0.8MPa左右，可直接通過空氣壓縮機(jī)供氣，工作溫度范圍為0~600℃，噴涂系統(tǒng)小巧，可手持噴涂。LPCS由于受到噴涂壓力和氣體工作溫度的限制，適用于噴涂鋁、銅、錫、鎳等軟質(zhì)純金屬及其合金。如Mohammad等人[9]在AZ31B鎂合金上冷噴涂純鋁涂層，提高基體的耐腐蝕性能。國外低壓冷噴涂設(shè)備制造商主要有：俄羅斯的奧布寧斯克粉末噴涂中心（OCPS），市場占有率較低；美國Inovati公司，其KM系列低壓冷噴涂設(shè)備的特點是通過Inovati的專利摩擦補(bǔ)償型噴嘴設(shè)計，使冷噴設(shè)備操作壓力比傳統(tǒng)冷噴設(shè)備低很多（其壓力在0.35~0.9MPa）；加拿大CenterLine公司，其SST-P型低壓冷噴涂設(shè)備商業(yè)化較成熟，氣體壓強(qiáng)范圍在0.7~1.72MPa，氣體溫度可達(dá)550℃。國內(nèi)成熟的商業(yè)化低壓冷噴涂設(shè)備主要是北京天誠宇新材料技術(shù)有限公司生產(chǎn)的LP-TCY-Ⅲ型低壓冷噴涂系統(tǒng)，壓縮空氣工作壓力在0.5~0.8MPa，氣體工作溫度為200~600℃。圖1低壓冷噴涂系統(tǒng)原理示意圖[8]Fig.1SketchofLPCS[8]

第49卷第11期付樹仁等：冷噴涂技術(shù)制備Al基復(fù)合材料涂層研究進(jìn)展·77·1.2中高壓冷噴涂中高壓冷噴涂系統(tǒng)通常指噴涂壓力在2~5MPa范圍的冷噴涂設(shè)備，氣體的工作溫度較低壓冷噴涂系統(tǒng)提高到1000℃。相比LPCS系統(tǒng)，為了提高工作氣體的溫度和壓力，避免軟連接管路材料對溫度和壓力的限制，氣體加熱裝置集成在冷噴涂槍中，氣流加熱后直接進(jìn)入噴嘴（如圖2所示），導(dǎo)致冷噴涂槍體積龐大，噴涂便攜性大大降低。中高壓冷噴涂設(shè)備可噴涂硬度較高的鈦合金、WC-Co、CrC-NiCr等材料涂層，進(jìn)一步拓展了冷噴涂技術(shù)噴涂材料的適用范圍。如DaSilva等人[10]采用高壓冷噴涂設(shè)備在AA7075-T6Al合金基體表面分別制備了WC-12Co和WC-25Co涂層。中高壓冷噴涂系統(tǒng)噴涂實驗需要多組氣瓶組進(jìn)行氣體供應(yīng)，如進(jìn)行噴涂生產(chǎn)，則需建設(shè)氮氣氣站。日本PlasmaGiken公司生產(chǎn)的PCS-1000冷噴涂設(shè)備是國外較成熟的中高壓冷噴涂系統(tǒng)，最高氣體工作壓力可達(dá)5MPa，氣體工作溫度可達(dá)1000℃，噴涂材料種類多（如Ni、MCrAlY、TC4合金、不銹鋼、Inconel合金、WC-Co等）。德國ImpactInnovationsGmbH公司生產(chǎn)的高壓冷噴涂設(shè)備氣體工作壓力可達(dá)5MPa，工作溫度在800~1000℃。國內(nèi)的商業(yè)化中高壓設(shè)備主要是陜西德維自動化有限公司生產(chǎn)的DWCS-2000、北京聯(lián)合涂層技術(shù)有限公司生產(chǎn)的UCS-1000，他們生產(chǎn)的冷噴涂系統(tǒng)氣體工作壓力最高為4MPa。圖2中高壓冷噴涂系統(tǒng)原理Fig.2Principleofmedium/highpressurecoldsprayingsystem1.3真空冷噴涂真空冷噴涂系統(tǒng)已成為一種先進(jìn)的陶瓷涂層制造方法，相比于傳統(tǒng)冷噴涂系統(tǒng)，主要增加了真空泵對密閉噴涂室抽真空。陜西德維自動化有限公司推出的DWZKLP型真空冷噴涂系統(tǒng)的極限真空度為2Pa，工作真空度為50~1000Pa，恢

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3001406