上图所示为 JP8000 超音速火焰喷涂的原理示意图。采用航空煤油作为燃料，在燃烧室中与氧气混合燃烧， 形成高压气流。通过一个类似于拉瓦尔型喉颈进入长枪管， 使气流得到加速产生一股超音速的低压喷射气流， 类似于一个小型火箭。在焰流刚膨胀的低压部位导入喷涂粉末，粉末随高速低压焰流的抽吸作用被高速焰流加热和加速，达到很高的粒子速度从枪口喷出，然后高速撞击到经过预处理的基体表面，形成非常致密的优质涂层。
采用JP8000高速火焰喷涂系统制作的涂层有如下特点：
- 焰流速度高达2200m/s，粒子速度可达1000m/s;
- 涂层与基体结合强度高，喷涂WC-Co涂层可达70-90MPa；
- 涂层非常致密，孔隙率小于1%；
- 涂层硬度高，喷涂WC-Co涂层的显微硬度可达900-1400 HV；
- 涂层应力为压应力，且残余应力低，可喷涂较厚涂层；
- 火焰温度在2900°C～3000°C之间，相比等离子喷涂和电弧喷涂来说温度较低，且颗粒在焰流中的飞行时间短，因而粉末的氧化烧损小，特别适合喷涂碳化物等易氧化的粉末材料，如WC-Co, WC-Co-Cr, NiCr-Cr3C2等。
因此， 对于要求在高应力条件下有高耐磨性的重要零部件宜优先选用超音速火焰喷涂工艺。目前采用此方法制作涂层代替镀硬铬已在大型液压油缸、大口径缸体内壁和飞机起落架的装置上得到应用。 |
