超音速火焰噴涂(HVOF噴涂)是1981年由美國(guó)人James A. Browing發(fā)明了發(fā)明的一種劃時(shí)代的熱噴涂技術(shù)。超音速火焰噴涂(HVOF噴涂)設(shè)備的核心為噴槍,噴槍由燃燒室(使噴涂材料粒子得到充分加熱加速)、Laval噴嘴(將焰流加速到超音速)和等截面長(zhǎng)噴管(使噴涂材料粒子得到充分加熱加速)三部分組成。
HVOF噴涂工作原理是將液體燃料,如煤油,通過小孔進(jìn)入噴槍的燃燒室,經(jīng)霧化與氧氣混合后點(diǎn)燃,發(fā)生強(qiáng)烈的氣相反應(yīng),燃燒放出的熱能使氣體劇烈膨脹,此膨脹氣體流經(jīng)Laval噴嘴時(shí)受噴嘴的約束形成超音速高溫焰流。此焰流將噴涂粉末材料加熱加速并噴涂至被噴涂零件得基體表面,形成高質(zhì)量涂層。在這個(gè)過程中,超音速火焰噴槍產(chǎn)生的焰流速度可達(dá)1500米/秒,其攜帶的HVOF噴涂的粉末顆粒的飛行速達(dá)可達(dá)300-500米/秒,甚至更高的速度,從而獲得結(jié)合強(qiáng)度高、致密的高質(zhì)量的涂層。超音速火焰速度很高,但溫度相對(duì)較低,對(duì)于鈷-碳化鎢系硬質(zhì)合金,可以有效地抑制碳化鎢在噴涂過程中的分解,涂層不僅結(jié)合強(qiáng)度高、致密,且耐磨損性能優(yōu)越,其耐磨損性能大幅度超過等離子噴涂制備的碳化鎢涂層,與爆炸噴涂層相當(dāng),也超過了鍍硬鉻涂層。
超音速火焰噴涂(HVOF噴涂)具有代表性的應(yīng)用就是噴涂鈷-碳化鎢、鎳鉻碳化鉻和碳化鎢鈷鉻這類耐磨涂層。此外,在噴涂各類金屬和合金材料時(shí),能獲得結(jié)合強(qiáng)度高且致密的優(yōu)質(zhì)涂層。