等離子噴涂工藝參數選擇之一
噴涂粉末的選擇
1.選擇噴涂粉末的原則
（1）根據基體表面的工作條件和技術要求，來選擇性能合適的粉末。
（2）選擇噴涂粉末的熱噴涂系數盡可能與基體相近，以避免因熱膨脹系數相差過大，而造成涂層出現較大的收縮應力。
（3）噴涂粉末的熔點低，流動性要好，以增加上粉率。
（4）粉末的粒度和合適均勻，建議粒度區間不可過窄。
2.粉末品種的選擇
根據被噴涂基體表面的工作條件和技術要求的不同，可分別選擇與其相適應的耐磨、耐熱、導電、絕緣、耐化學腐蝕等不同性能的熱噴涂專用粉材，以使基體表面獲得一層具有目標功能的涂層。
幾種不同性能的涂層對熱噴涂粉末的選擇方法如下：
（1）耐磨性能涂層
對于大量在常溫（或溫度低于400攝氏度）和弱腐蝕介質中工作，又要求具有良好的耐磨性能的基體表面，如機床的軸頸和導軌面，可選用成本較低的鐵基合金粉末。如對涂層硬度有更好要求且較少磕碰工況的情況下，可選用氧化物陶瓷粉，例如氧化鋁鈦復合粉和氧化鉻粉。
（2）耐腐、耐磨、耐熱等綜合性能的涂層
如過熱蒸汽閥門和發動機排氣閥門密封面，可選用鎳基和鈷基合金粉末。
（3）耐高溫涂層
可選用鎢、鉭、氧化鋁、氧化釔穩定氧化鋯等粉末。
（4）對硬度有特殊要求的耐磨涂層
可選用鈷包碳化鎢粉末。
3.粉末粒度的選擇
粒度直接影響到噴槍的使用性能和涂層的質量。粉末粒度郭溪時，容易造成噴槍噴嘴的堵塞和粉末的蒸發；粉末粒度過粗時，會造成粉末的熔化不均勻，涂層中的夾生粉末增多，影響涂層的質量。等離子噴涂時選用的粉末粒度一般為-140至+325目。
4.送粉流量的選擇
送粉流量的大小受到噴槍結構、工作電流和電壓、工作氣體的流量等方面的影響。粉末流量過大時，粉末不能得到充分的熔化，涂層夾生粉末增多，氣孔率大，組織疏松，降低了涂層之間的粘結強度；粉末流量過小時，粉末的沉積效率低，要獲得一定的涂層厚度時，增加了噴涂時間，造成了基體的過熱和變形，同時降低了噴涂效率。
等離子噴涂時選用的送粉流量一般為15-20克/分鐘，噴涂鎳包鋁粉時的送粉流量為13-17克/分鐘。
等離子噴涂工藝參數的選擇之二
一、氣體的選擇
1.工作氣體和送粉氣體的選擇
A.氫氣（H2）
氫氣是屬于雙原子氣體，在熱電離過程中，首先吸收熱量分解成單原子，然后再進行電離。氫氣在分解和電離過程中吸收的總熱量稱為它的熱焓值。熱焓值也可以理解為等離子體所蘊藏的熱量。氫氣作為等離子氣體時具有較高的熱焓值。
由于氫氣來源比較困難，價格貴，一般只在工作氣體中加入一定量的氫氣，可以提高等離子弧的溫度和熱度。在等離子噴涂高熔點的粉末時，氫氣是不可缺少的氣體。對于絕大多數金屬材料來說，氫氣是還原性氣體，因此工作氣體中加入氫氣可以有效地防止材料的氧化。
B.氮氣（N2）
氮氣屬于雙原子氣體，它作為的等離子氣體時也具有很高的熱焓值。氮氣具有較高的電離電位，它在電離過程中吸收的熱量大，所以熱量的利用率高。
由于氮氣的來源方便，價格便宜，它已成為等離子噴涂中最常用的工作氣體。但是，由于氮氣保護性能差，因此在噴涂容易氧化的粉末時，它是不適用的。
在氮氣中加入5-20%的氫氣作為等離子噴涂的工作氣體，將有助于提高等離子弧的工作電壓和噴槍的使用功率。
C、氬氣（Ar）
氬氣是單原子氣體，它在熱電離過程中沒有分離過程，而是直接吸收熱量進行電離。因此，它的熱焓值沒有雙原子氣體高。但是，由于氬氣沒有分解過程，它在吸收熱量產生電離時，溫度很快升高，使用時弧電壓較低。因此，它的引力性能比雙原子氣體好。在等離子噴涂時，一般采用氬氣起弧比較適宜。
氬氣是屬于惰性氣體，具有良好的保護性能。所以，在噴涂容易氧化的粉末材料時，選用氬氣作為工作氣體最適合。但是，氬氣來源比較困難，價格昂貴，在應用時受到一定的限制。
D、氦氣（He）
氦氣屬于單原子氣體，也屬于惰性氣體，它的電離電位很高，所以具有較高的熱焓值，它是一種很好的工作氣體。但是，由于氦氣在空氣中含量少，制取困難，因而很少采用。
2.氣體流量的選擇
（1）工作氣體流量的選擇
工作氣體流量不易過大，過大時容易造成等離子弧出現過冷現象，是粉末熔化不均勻，涂層組織疏松，氣孔率增加。但工作氣體流量過小時，容易燒壞噴嘴和陰極。等離子噴涂時常用的工作氣體流量為30-50升/分鐘。
（2）送粉氣體流量的選擇
選擇送粉氣體的流量時，一定要與工作氣體的流量相適應，避免出現相互干擾的現象，若兩者之間匹配不當，將會造成堵塞噴嘴的現象，嚴重時將燒壞噴嘴和陰極。一般情況下，送粉氣體的流量為6-14升/分鐘。
二、電參數的選擇
1.功率
等離子噴涂時的電功率受到噴槍結構、工作氣體的種類和流量、粉末材料的粒度等多種因素的影響。一般最常用的功率有20-35千瓦，其中有30-40%的能量被冷卻水交換走。
2.電壓與電流
在電功率為一定值時，應盡可能地選用高電壓和低電流，這樣可以避免噴嘴和陰極出現燒損現象，同時可以減少熱量損失，提高熱效率。但是，在選用高熔點和粒度粗的粉末材料時，電流值可以調高些，這樣可以使粉末得到充分加熱。
在已選定的噴槍結構和工作氣體流量為一定值的情況下，電壓與電流的調節，可以通過改變電源調節器、氫氣流量以及兩極間的距離來進行調節。
當工作氣體為氮氣加氫氣時，工作電壓可升高到80-120伏；當工作氣體為氬氣時，工作電壓可選在50-90伏之間。
三、噴涂距離的選擇
噴嘴端面與基體表面的距離對噴涂效果有顯著的影響。當選用過近的距離時，基體表面的溫度急劇升高，造成了基體的熱變形，同時，粉末微粒在噴涂距離過近時，容易被基體表面彈回而影響到粉末的沉積效率。當噴嘴端面與基體表面噴涂距離過遠時，粉末微粒容易凝固，降低了粉末的沉積效率，影響到涂層的質量。在噴涂一般自熔性合金粉末時，噴嘴端面與基體表面的距離為100-160毫米；當噴涂陶瓷粉末時，其噴涂距離為50-100毫米。
四、噴槍移動速度的選擇
噴槍與基體表面的相對移動速度對涂層質量也有一定的影響，一般選用5-15米/分鐘。
