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研究成果

热喷涂产业应用

合作项目类别:制造行业关键零部件、新能源领域生产装备关键零部件、石油行业关键零部件、民用航空领域关键部件等。

热喷涂技术作为重要的表面工程技术之一,通过火焰、电弧、等离子体、压缩气体等热源或动力源,将一定成分的线状或粉状的材料加热并加速,形成熔化、半熔化或未熔化固态的高速粒子流,依次喷向基体并在其上不断沉积而形成涂层的方法。经过二十多年的研究,广东省科学院新材料研究所陆续开发了抗高温氧化和热腐蚀涂层、高温隔热和抗烧蚀涂层、替代电镀硬铬的环保耐磨陶瓷涂层和耐磨碳化物涂层、导电和绝缘涂层、陶瓷基防粘涂层、润滑耐磨涂层等高性能涂层,并开发了金属零部件修复和再制造涂层技术。这些涂层广泛应用于直升机发动机和传动系统关键部件、长寿命瓦楞辊、高精度环保网纹辊、无溶剂复合涂布辊、动力锂电池极片轧辊、民用航空部件、石油钻探部件等各类关键部件上,取得了较好的经济效益和社会效益。

(1)燃气发动机关键涂层制备技术及关键零部件涂层维修:针对我国“两机”航空发动机和地面燃气轮机长时间在高温下服役,迫切需要开发高温防护涂层技术,重点研究发动机抗高温氧化和热障功能涂层、发动机和燃气轮机封严/润滑功能涂层、发动机阻尼涂层:抗高温氧化和热腐蚀涂层的工作温度可达1150℃,热障涂层热传导系数低于1W/mK,抗热冲击寿命达到2000次以上;开发低、中和高温可磨耗涂层以及耐磨封严涂层,开展可磨耗封严和耐磨封严涂层的工程化应用研究;采用EB-PVD、超音速等离子喷涂等技术制备Fe-Cr系;Sn-MgO、Sn-Cr-MgO系等阻尼涂层,满足燃气涡轮发动机压气机和涡轮部件需求。

研究开发燃机关键零部件的维修技术,包括抗高温氧化与热腐蚀涂层、热障涂层、封严涂层、高温耐磨涂层、中低温耐磨涂层等涂层沉积、退除技术、相关的热处理技术和无损检测技术等,还有关键零部件的维修技术;同时,还将建立一系列的相关工艺工件;建立相应的设备手段,建设相应的超音速火焰喷涂、等离子喷涂、低压等离子喷涂等表面处理生产线、燃气轮机关键零部件维修生产线和关键零部件机械加工生产线;最终形成面向全国的燃气轮机关键零部件新品表面处理、航空部件国际转包和维修示范基地。

(2)高端海洋工程装备关重件防护和再制造技术:围绕海洋装备关重件在海洋性强腐蚀、耐磨或高温氧化/腐蚀等复合作用,开展海洋关重件的表面强化和再制造技术的研究;采用先进热喷涂技术(等离子喷涂、超音速火焰喷涂和冷喷涂等)开发抗海水空泡腐蚀、冲蚀、电偶腐蚀防护等系列涂层,开展关重件的再制造应用研究,最后实现涂层的工程化应用。

(3)耐磨、耐蚀功能涂层及其应用技术:围绕械工程装备的核心部件在强磨损和腐蚀作用,根据使用工况,对机械装备涂层材料和结构进行设计,采用超音速等离子喷涂、超音速火焰喷涂、低温超音速火焰喷涂和冷喷涂技术等技术开展高性能耐磨、耐蚀以及其他功能涂层的研究,重点针对涂层的工程化应用开展深入研究。

(4)高端家用电器功能涂层的开发及应用:随着家用电器要求的不断提高,各种功能涂层如陶瓷基防粘涂层、金属基导磁涂层、防电磁辐照等功能涂层应用在高端家用电器中德越来越广泛,但是目前这些领域均为国外送垄断。采用热喷涂技术研究开发高性能耐磨、防粘陶瓷基涂层以及防电磁辐射涂层,采用冷喷涂技术开发导磁涂层。与省内相关企业合作,开展联合技术攻关,实现涂层技术的应用。

(5)汽车发动机耐磨涂层及其应用:针对汽车轻量化的发展方向,在轻质铝合金气缸内表面开发发动机气缸表面耐磨涂层技术,可以在实现轻量化的前提下提高气缸的使用寿命,降低能耗,有效地推动低能耗汽车关键部件跨越式发展,促进我国“低碳经济”战略目标更好更快实现。

(6)高性能绝缘陶瓷涂层及工程化:主要针对高性能电晕辊、绝缘轴承、液晶生产线用绝缘基板下电极以及半导体生产线中的等离子刻蚀机所用绝缘部件,开发高性能的高纯氧化铝和高纯氧化钇陶瓷涂层的大面积稳定制备技术,形成电晕辊和绝缘轴承的全套成熟的工程化生产技术和半导体和液晶生产用绝缘涂层中试生产线。


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