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冷噴涂是一項嶄露頭角的固態(tài)工藝。該方法可將以超聲加速的固體顆粒的動能在撞擊到鍍件表面時轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,從而完成冶金焊接。該工藝的原理是:每種金屬均有其特定的、與溫度相關的臨界顆粒速度,當顆粒運動超過這一速度時即會焊接于鍍件之上。
在傳統(tǒng)的熱噴涂工藝中,由于溫度較高,鍍層與鍍件材料均會被氧化、產(chǎn)生冶金形變和剩余張應力。反之,冷噴涂工藝制成的鍍膜,孔隙度很低(<0.5%),而且防氧化、防相變,對多種金屬、金屬陶瓷或其他材料組合均可減少張應力。
在高壓冷噴涂技術中,高壓氦或氮(350~450磅/平方英寸)用作載氣,可將噴涂材料加速到超聲速度。氣體被加熱并強制通過一個聚焦-發(fā)散噴頭(de Laval),該處被加速至超聲速度(大于1000米/秒)。噴涂顆粒在噴頭上游方被沿軸向注入。
在低壓冷噴涂技術中,氮或空氣被加壓至70~15磅/平方英寸,而噴涂粉末在噴頭的發(fā)散部位的下游方沿徑向注入。低壓冷噴涂系統(tǒng)是手提式的、運作更經(jīng)濟,顆粒速度可達800米/秒。便攜式冷噴涂機可用于鋁、銅、鋅及其他金屬組合的噴涂。便于攜帶特性使低壓冷噴涂機更適用于野外保養(yǎng)和修復。
冷噴涂技術是在鎂合金表面上生成厚的鋁鍍膜的一種有效方法,該方法對表面制備要求不高,而且對鍍件的力學或熱學特性無需顧及。鋁鍍膜表現(xiàn)出對鎂元件具有防止各種以及電腐蝕的能力。很多時候,僅在鋼緊固件周圍需要進行電池腐蝕保護,而冷噴涂恰恰是一種對暴露鎂表面進行局部保護的創(chuàng)新技術。
但是,為了了解和改善冷噴涂工藝有必要進行更充分的研究,尤其是對于多種材料組合以及冷噴涂工藝本身的不斷發(fā)展創(chuàng)新,以及更佳的利用材料于未來技術,還需要進行大量的研究工作。