TJ-9100 型超音速火焰喷涂系统

成果与项目的背景及主要用途：

随着现代工业的高速发展，对各种机械设备的表面性能要求越来越高。很多

机械零部件往往因为表面局部的损坏而导致整个零件失效乃至报废。摩擦会导致

大量机械能的损耗，并且磨损是机械零件失效的一个很重要的原因。据统计，工

业化国家有 30%的能源消耗于摩擦。对于一个高度工业化的国家，每年因摩擦磨

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损造成的经济损失几乎占到国民经济年产总值的 1-2%。因此，为了提高机械零

件的可靠性，延长其使用寿命，国内外都在提高零件表面性能方面进行了大量的

研究和探索。

表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆，表面改性或者多种表面技术复

合处理，改变固体金属表面或者非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力

状况，从而获得所需要表面性能的系统工程。表面工程的最大优势在于可以用多

种方法制备出优于基体材料性能的表面功能薄层。

技术原理与工艺流程简介：

超音速火焰喷涂是利用丙烷，丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室

内，或者在特殊的喷嘴中燃烧产生的高温、高速燃烧焰流，燃烧焰流速度可达五

马赫(1500m/s)以上，将粉末送进该火焰，可以将喷涂粒子加热至熔化或半熔化

状态，并加速到高达 300-500m/s 的速度，甚至更高的速度，从而获得高结合强

度、致密的高质量的涂层。

1）TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰喷涂系统特点

1、焰流速度达到 2000m/s，火焰功率 100kw

2、径向送粉和轴向送粉一体化设计

3、自动化程度高，稳定性能可靠

4、对冷却水压力实行实时监控，安全可靠

5、直接用丙烷点火，不用外加氢气

6、燃料气可为丙烷或丙烯等燃气，压力为当前国际同类设备一半

2）所制备 WC-12Co 涂层特点

涂层致密、涂层的孔隙率低于 1%。由于涂层内部应力为压应力，涂层厚度

可达五毫米以上。

技术水平及专利与获奖情况：

100 千瓦级 TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰喷涂系统由天津大学热喷涂实验

室开发研制，是拥有独立“自主知识产权”的新一代热喷涂技术。适用于喷涂制备

耐磨损高硬度 WC-Co、Cr3C2-NiCr 硬质合金涂层和耐腐蚀、耐高温氧化性能优

越的镍基自熔合金涂层。

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应用前景分析及效益预测：

热喷涂技术是近年来表面工程中发展十分迅速的一门技术，在表面工程的领

域占有非常重要的地位。热喷涂技术在提高零件表面性能，延长零件使用寿命和

降低维修成本和节约资源等方面有重要的作用。

与常规火焰喷涂不同的是本系统采用特殊设计的燃烧室和喷嘴，驱动大流量

的燃料并用高压氧气助燃，从而获得了极高速度的燃烧焰流。由于喷涂颗粒以超

音速飞行而撞击到工件表面，因此涂层结合强度、致密度和硬度均非常高。

应用领域：造纸印刷、石油机械、水轮机组、钢铁冶金、电站锅炉等领域

合作方式及条件：面议