金属电弧喷涂快速制模技术是一种基于电弧喷涂、快速原形、机器人控制和材料科学的模具制造工艺。它通过电弧喷涂工艺制造模具的金属型壳，通过材料累加原理制造出具有材料梯度、功能梯度结构的模具，是一种近净成形的模具制造技术。 

项目主要是针对汽车制造企业和模具制造企业而开发的一种新技术，可以显著缩短新车型试制和模具开发周期，同时降低成本、减少新产品开发风险，该成果的研制成功为轿车新车型开发和模具试制提供了一种重要的支撑手段，既可以满足中小批量冲压件生产要求，支持200辆样车试制，同时又可以通过实际试冲压和快速反求技术为钢模具加工提供可靠的设计数据和工艺参数。该成果创新性的开发了运

本成果中涉及到的技术包括开发了一种水泥基材料的促硬剂，以及基于该促硬剂的无机保温砂浆制备方法和施工方法。本成果拟转化的无机保温砂浆具有防火性能优异、保温效果良好、施工效率高等优势，可广泛应用于新建建筑物及既有建筑物改造的外墙保温施工。 现有无机保温砂浆最普遍的施工方式为人工抹灰，分多层间断性施工，待第一遍抹灰完全硬化后才可以进行下一遍抹灰，两遍抹灰之间时间间隔一般在24h以上，施工间

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 124天津大学科技成果选编 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。 125天津大学科技成果选编 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

本发明公开了一种等离子喷嘴，包括与阴极配合产生等离子体射流的阳极，所述阳极内设有用于流通等离子体射流的喷射通道以及用于向喷射通道注入悬浮液的供料通道，所述阳极内还设有通入雾化气体的气体输入通道，使所述气体输入通道内的压力高于供料通道内的压力，所述气体输入通道与供料通道之间设有使雾化气体注入供料通道泡状雾化悬浮液的连通通道；本发明还公开了一种带有上述喷嘴的喷枪以及喷涂方法；本发明将泡状雾化结构整合在阳极上，结构简单紧凑，等离子体射流内的悬浮液液滴小，分布均匀，提高纳米粒子喷涂效果，且可以在现有的直流等离子喷涂装置进行改造得到，不需要结构更新，改造成本较低。

西安交通大学金属材料强度国家重点实验室下属等离子喷涂实验室，于93年引进美国90年代最新水平的9M型高能等离子喷涂设备，并拥有相关的涂层性能测试与评价技术手段，针对电力、能源、石油化工等国家大中型企业一些重要设备的关键零部件，由于高温、腐蚀、磨损引起的表面损伤和早期失效问题，通过失效分析、涂层设计和工艺优化，最终采用先进的等离子喷涂技术，有效解决了大型电站

可以量产/n该项目应用先进的反应喷涂表面技术，在金属材料表面制备金属陶瓷涂层，工序简单、经济，获得的金属陶瓷涂层性能优良；通过喷涂Fe-Al-Cr-Ni 合金连接层，使金属陶瓷涂层和金属材料表面产生冶金结合，结合强度高；在失效的汽车零部件和成型模具表面上喷涂三元硼化物基金属陶瓷涂层，实现尺寸的恢复，延长汽车零部件和模具的使用寿命。该成果主要应用在汽车同步器齿环、活塞环、变速器换挡拨叉、汽缸套以及采矿截齿。该成果亦可应用在汽车零部件和成型模具的再制造领域。

多孔表面对水、氟利昂、液氮、烯烃类、苯、乙醇等多种工质的沸腾换热均有显著的强化作用，故又将其称为高效强化沸腾换热表面。因而，具有多孔表面的高通量换热管以其优异的沸腾换热性能用于各种具有相变的换热过程，如蒸发器、再沸器、冷凝器、汽化器等，在石油、化工、冶金、海水淡化、电子芯片散热等领域具有广泛的应用前景。根据多孔表面强化传热机理，大量具有适当尺寸的连通孔隙是保证高效传热强化的决定性因素。因此，烧结法、热喷涂法、机械加工法等方法应用于多孔表面的制造研究。该技术采用火焰喷涂方法，将铁基合金粉末与低熔点合金元素相混合，降低了喷涂多孔层的火焰温度，减小了多孔层中铁基粉末颗粒的变形尺寸，增加了孔隙率，提高了多孔层中孔隙的连通性，保证了多孔层与基体的结合强度，工艺简单，成本低，加工周期短，生产效率高；传热性能好，能有效强化沸腾传热，可以满足工业化应用的要求。可用于石油化工、化工等工业用蒸发器、再沸器、冷凝器、汽化器等。

开发出离心喷雾干燥附加热处理的方法，实现对超细 / 纳米粉末团聚造粒。本技术工艺步骤简单易行，重复性好，造粒后热喷涂粉末具备优良的热喷涂工艺适用性：粒度分布 5—30µm 和 10— 45µm 两个级别，球形度 >95%，松装密度 3.0—5.0g/cm3，流速 <18s/50g。该团聚造粒技术已批量生产 WC 基耐磨、耐蚀涂层所需热喷涂粉末。 研发出高性能超细 / 纳米结构 WC 基涂层制备所需的复合粉最佳成分、喷涂粉末合适粒径分布和热喷涂工艺等关键技术参数，进而发明了控制脱碳和晶粒粗化的超细 / 纳米结构硬质合金涂层的创新制备技术。与常规粗粉涂层相比较，组织致密，粘接相分布均匀，表面质量高，具有优良的强韧性配 合。涂层性能检测结果：显微硬度≥ 1350 HV0.3，截面平均孔隙率≤ 0.5%，结合强度≥ 65MPa, 依据ASTM G65-04（2010）标准，在相同测试条件下本涂层的磨损速率较同种成分进口 WC 基热喷涂粉末制备涂层的磨损速率下降了 30%—50%。