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冷噴涂金屬3D打印技術偏門，但應用市場大

發布時間：

2023-10-26

冷噴涂技術是20世紀80年代中后期由前蘇聯科學院理論與應用力學研究所的Papyrin等發明的一種涂層制備方法。研究發現當粉末噴涂速度超過某一臨界值時，粉末與基底碰撞后就會在其表面沉積形成涂層。由此，他們在1990年提出了冷噴涂概念并發表了一篇關于冷噴涂的論文。隨后，冷噴涂技術因其制備優勢逐漸引起人們的關注，在材料表面涂層制備技術領域得到了迅速發展。與此同時，研究人員還開展了冷噴涂設備的研制、涂層沉積原理及涂層結構與性能的研究，對冷噴涂技術的發展與應用起到了積極推動的作用。

冷噴涂技術是20世紀80年代中后期由前蘇聯科學院理論與應用力學研究所的Papyrin等發明的一種涂層制備方法。研究發現當粉末噴涂速度超過某一臨界值時，粉末與基底碰撞后就會在其表面沉積形成涂層。由此，他們在1990年提出了冷噴涂概念并發表了一篇關于冷噴涂的論文。隨后，冷噴涂技術因其制備優勢逐漸引起人們的關注，在材料表面涂層制備技術領域得到了迅速發展。與此同時，研究人員還開展了冷噴涂設備的研制、涂層沉積原理及涂層結構與性能的研究，對冷噴涂技術的發展與應用起到了積極推動的作用。

冷噴涂技術是基于空氣動力學原理，利用壓縮氣體帶動粉末顆粒通過拉瓦爾縮放噴管將其加速，使獲得超音速的粉末顆粒碰撞基底發生塑性形變并沉積在基底表面形成涂層的一種新型噴涂技術。根據噴涂氣壓大小與送粉方式的不同，冷噴涂設備主要可分為高壓(1.5~4.0MPa)和低壓(0.6~1.5MPa)冷噴涂。高壓冷噴涂設備系統主要以N2、He或兩者的混合氣體作為氣源，其高壓氣路和粉末流動管道各自獨立，噴涂粉末由縮放噴管的前端進入，在噴管內部與熱氣流混合后經縮放噴管加速噴出，設備系統相對龐大，多以固定式安放；此外，該設備噴涂溫度相對較高(200~800℃)，噴涂粉末速度可達300~1200m/s；涂層沉積速率高、結構均勻致密，可實現大面積涂層的快速制備；但同時也存在氣體和粉體耗費量大、噴涂經濟成本高及設備難搬運等缺點。

與高壓冷噴涂設備系統相比，低壓冷噴涂設備系統裝置簡單易攜，噴涂粉末由縮放噴管的后段進入，經過加速、加熱的氣體帶動粉末噴出；噴涂設備所需氣體壓力較小，多以壓縮空氣為載氣，噴涂溫度(200~650℃)較低，噴涂粉末速度約為350~700m/s，氣體消耗量小，噴涂成本低，可用于涂層制備與破損零部件的增材修復等；但也存在涂層結合強度較低和沉積速率較小等缺點。

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