热喷涂技术如大气等离子喷涂(APS)、电弧喷涂、冷喷涂、超音速火焰喷涂(缩写词:HVOF)被广泛应用于抗高温氧化及抗高温腐蚀涂层的制备。
与其他热喷涂技术相比,HVOF技术是利用煤油、丙烷等碳氢系燃料与高压氧气在燃烧室混合燃烧产生超音速焰流,将加热至熔化或半熔化状态的粉末以极高的速度喷射到基体表面,得到组织致密、结合强度高、性能优异的涂层技术。
实际生产中主要使用以氧−煤油/氧−丙烷为燃料的HVOF系统在锅炉四管表面沉积防护涂层,以煤油为燃料的HVOF 系统能量密度大、沉积效率高,但其成本同样较高且无法在生产现场进行修复作业。
氧−丙烷系统的主要工艺参数为氧气与燃料的混合比例(又称氧燃比),氧燃比的变化会改变粒子的温度和飞行速度,影响粒子的熔融程度以及扁平化程度,进而对涂层微观结构产生影响,而涂层微观结构直接决定涂层在熔盐热腐蚀环境中服役性能的好坏。对于不同氧燃比工艺参数,涂层的微观结构及热腐蚀性能具有不同特点。
另外还有以丙烷、丙烯、氢气等为燃料的 HVOF 系统,其沉积效率和涂层性能稍逊于氧−煤油系统所制备涂层,但通过调整工艺参数可以达到与氧−煤油系统所制备涂层相近的性能,且其成本更低、设备便携,可以在生产现场进行修复作业。
所以在现场应用时,应综合分析氧气比例,达到优选状态。