噴涂技術的特點
超音速火焰噴涂技術相比其它熱噴涂技術而言，具有噴涂顆粒速度高、噴涂溫度低的特。這兩個特點不僅保證了 HVOF 制備的耐磨涂層具有較高的結合強度而且還保證了對基材較少的熱輸入，從而防止了涂層與基材界面的氧化以及基材的變形。超音速火焰焰流的形成原理是：由于燃燒區的熱量、液滴群被加熱和蒸發，汽化后的航空煤油與助燃氣體充分混合后點火燃燒，釋放出大量的熱使得燃燒產物的溫度急劇升高并劇烈膨脹，形成高溫高壓氣團。氣團通過拉瓦爾噴管被加速而產生激波，為噴涂粉末持續提供熱能和動能。
超音速火焰噴涂主要的技術特點如下：
1）較少的熱輸入。HVOF 相比等離子噴涂、電弧噴涂等熱噴涂技術具有較低的火焰溫度（600K-2200K 可調）。較低的火焰溫度保證了涂層在噴涂過程中不被氧化，防止納米顆粒長大。同時，較低的火焰溫度防止了基材的變形。
2）較高的顆粒速度。噴涂顆粒經過槍管后通常被加速到 3-5 個馬赫錐的速度，高速運動的顆粒到達基材，與基材發生碰撞變形，形成致密的涂層。通常情況下，粒子速度越高，粒子扁平化效果越好，從而結合強度越高。HVOF 熱噴涂技術顆粒的飛行速度要明顯優于其他的熱噴涂技術。HVOF 技術中粒子是經過超音速火焰焰流加速的，而其他的熱噴涂技術則是通過壓縮氣體的方式使顆粒到達基材表面。
3）較高的沉積效率。相比電刷鍍、PVD、CVD 和濺射鍍膜等涂層制備技術，在較短的時間內，HVOF 技術就能制備滿足使用要求厚度的涂層，而上面提到的其他噴涂技術通常要幾個小時才能完成。
4）噴涂限制小。HVOF 技術既可以噴涂戶外的大型工件，又可以噴涂小塊的工件，并且噴涂厚度可控。
5）目前該技術的缺點主要集中于：很難適用于復雜零件的噴涂；噴涂環境惡劣；噴涂成本過高等。
2 鋁基材耐磨涂層的結合機理
耐磨涂層形成的過程一般包括以下幾個過程：噴涂顆粒的加熱融化過程，熔滴在槍管中的加速過程，熔滴在槍管中的飛行過程，熔滴到達基材表面并與基材發生碰撞變形沉積在基材上面。
不同的噴涂參數和工藝決定了涂層的結合方式。涂層與基材的結合方式主要有冶金結合、機械結合、擴散結合和物理結合。
1）冶金結合：冶金結合時屬于化學鍵之間的結合，通常有兩種方式。一種是涂層與基材之間形成過渡層化合物，從而實現結合。另外一種是過渡層中形成固溶物形成結合。冶金結合相比其它的結合方式而言，具有最高的結合強度。
2）機械結合：又稱機械鉚合。高速飛行的熔融態粒子飛行到經粗化處理后的基材表面，與基材發生撞擊。熔融粒子在撞擊的作用下發生扁平化，在基材表面鋪展開來。 熔融粒子在隨后的冷凝過程中收縮咬住基材表面的凸點，從而形成機械結合。
3）擴散結合：熔融的顆粒與基材發生激烈的碰撞后，大量的動能轉化為熱能，使得局部接觸點的溫度達到了基材的熔點以上，發生局部熔化。粒子中的元素和基材的元素在微熔點的部位發生相互的擴散，從而形成擴散結合。
4） 物理結合：高速飛行的粒子與極其干凈的基材表面接觸時，粒子的高速使得其可能飛行到原子晶格常數的范圍內（<0.5nm），粒子充分潤濕基材，粒子在范德華力的作用下形成物理結合。
由于鋼鐵結構長期處在各種氣氛（包括海洋、工業城市、田野、礦井）、不同水質介質的侵蝕環境中，均受到不同程度的腐蝕。據資料介紹，全世界每年生產的鋼鐵約有十分之一變成鐵銹，大約有３０％的鋼鐵設備因腐蝕而失效。工業發達國家，每年由于金屬腐蝕造成的直接經濟損失占國民經濟總產值的２－４％，我國這方面的損失每年也達上千億元。
超音速電弧噴涂熱噴涂鋅、鋁及其合金涂層，外加封閉處理，就可以制備長效防護復合涂層。有效防護期一般可達２０－３０年，最長有效期外國已有６０年之久的記錄。隨著我國電弧噴涂熱噴涂技術的發展與提高，鋅、鋁及其它合金涂層將逐漸取代傳統的刷漆工藝，在某些領域里應用超音速電弧噴涂熱噴涂鋅、鋁涂層也代替了大部分熱浸鍍鋅工藝。這里以超音速熱噴涂鋅、鋁涂層為例，簡要介紹長效防腐工藝的性能。
