等离子喷涂设备的技术原理
发布时间：2019-04-27 16:13 信息来源：雷锘特新材料（苏州）有限公司
等离子喷涂是新时代的产物，同时也是继火焰喷涂之后的新型喷涂方式，目前已经在大力发展这种喷涂方法。
等离子喷涂特点：
1、超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂。
2、喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高。
3、由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧化。
（以N2为例）：0°k时，N2分子的两个原子呈哑铃形，仅在x,y,z方向上平动；大于10°k时，开始旋转运动；大于10000°k时，原子间产生振动，分子与分子间碰撞，则分子会发生离解变为单原子：N2+Ud——>N+N 其中 Ud为离解能温度再升高，原子会发生电离: N+Ui——>N++e 其中 Ui为电离能气体电离后，在空间不仅有原子，还有正离子和自由电子，这种状态就叫等离子体。
等离子体可分为三大类：
1、高温高压等离子体，电离度100%，温度可达几亿度，用于核聚变的研究；
2、低温低压等离子体，电离度不足1%，温度仅为50～250度；
3、高温低压等离子体，约有1%以上的气体被电离，具有几万度的温度。离子、自由电子、未电离的原子的动能接近于热平衡。热喷涂所利用的正是这类等离子体。
等粒子喷涂是利用等离子弧进行的，离子弧是压缩电弧，与自由电弧相比较，其弧柱细，电流密度大，气体电离度高，因此具有温度高，能量集中，弧稳定性好等特点。按接电方法不同
等离子弧有三种形式：
1、非转移弧
指在阴极和喷嘴之间所产生的等离子弧。这种情况正极接在喷嘴上，工件不带电，在阴极和喷嘴的内壁之间产生电弧，工作气体通过阴极和喷嘴之间的电弧而被加热，造成全部或部分电离，然后由喷嘴喷出形成等离子火焰(或叫等离子射流)。等粒子喷涂采用的就是这类等离子弧。
2、转移弧
电弧离开喷枪转移到被加工零件上的等离子弧。这种情况喷嘴不接电源，工件接正极，电弧飞越喷枪的阴极和阳极（工件）之间，工作气体围绕着电弧送入，然后从喷嘴喷出。等离子切割，等离子弧焊接，等离子弧冶炼使用的是这类等离子弧。
3、联合弧
非转移弧引燃转移弧并加热金属粉末，转移弧加热工件使其表面产生熔池。这种情况喷嘴，工件均接在正极。等离子喷焊采用这种等离子弧。进行等粒子喷涂时，首先在阴极和阳极（喷嘴）之间产生一直流电弧，该电弧把导入的工作气体加热电离成高温等离子体，并从喷嘴喷出，形成等离子焰，等离子焰的温度很高，其中心温度可达30000°k，喷嘴出口的温度可达; 15000～20000°k。焰流速度在喷嘴出口处可达1000～2000m/s，但迅衰减。粉末由送粉气送入火焰中被熔化，并由焰流加速得到高于150m/s的速度，喷射到基体材料上形成膜。图5-10 等离子焰流温度分布。
等粒子喷涂设备：
等离子喷涂设备主要包括：
1、喷枪
实际上是一个非转移弧等离子发生器，是最关键的部件，其上集中了整个系统的电，气，粉，水等。
2、电源
用以供给喷枪直流电。通常为全波硅整流装置。
3、送粉器
用来贮存喷涂粉末并按工艺要求向喷枪输送粉末的装置。
4、热交换器
主要用以使喷枪获得有效的冷却，达到使喷嘴延寿的目的。
5、供气系统
包括工作气和送粉气的供给系统。
6、控制框
用于对水，电、气、粉的调节和控制。
等离子喷涂相较于传统喷涂技术更加的科学以及先进，能为基体进行更好的保护，同时选择合适的喷涂方式也是我们保护基体表面的一种途径。
