铝型材表面喷涂-热喷涂处理

表面喷涂是应用较为广泛的铝型材表面防护方法，喷涂技术一般可分为热喷涂和冷喷涂，最显著的特点是实施简单且效率高，在铝型材上应用冷喷涂相对较多；目前铝型材防护喷涂种类仍较少，涂层脆性、微裂纹和残余应力等关键基础问题仍面临重要挑战，下面我们简单介绍一下铝型材表面热喷涂处理工艺；

热喷涂是表面工程领域中一项重要技术，其过程是首先通过火焰、等离子、等热源将喷涂材料加热，使其达到熔化或半熔化状态，然后通过特定设备以一定速度喷射沉积到铝型材表面上从而生成一定厚度的涂层；热喷涂技术可以快速、大面积地得到具有特定功能的表面涂层，如热障、耐磨密封、抗高温氧化、导电绝缘、抗远红外辐射等；热喷涂技术具有所用材料种类多、工作效率高和成本低等优点；然而，热喷涂采用高温热源，涂层材料易发生熔化，对热敏感的基体材料而言，基体组织与力学性能将发生显著变化，而且由于热喷涂层内存在较高的残余拉应力，限制了涂层防护性能的提升；

热喷涂可以强化铝型材表面，提高型材表面的耐磨和耐腐蚀性，目前已用于铝型材表面改性；通过热喷涂处理，能使表面涂层的铝和次表面层中铝镁合金的镁元素相互扩散并形成β-Mg17Al12，β-Mg17Al12含量在一定范围内时可提高铝型材的力学性能并改善其耐蚀性；通过热喷铝还能消除铝型材基体与涂层之间的孔隙，起到封闭保护层的作用；通过等离子弧喷涂的方法在表面形成陶瓷涂层，陶瓷涂层在许多性能上远胜金属涂层，经处理后表面硬度、耐磨、耐蚀性都有明显提高；铝型材常用的表面处理陶瓷材料主要有ZrO2、CrO、TiO2、MgO、Al2O3等；马壮等用火焰喷涂技术在铝型材表面喷涂制备Al2O3陶瓷涂层，研究表明，陶瓷涂层相比于基底，致密度有显著提高，耐磨性提高了近五倍，耐蚀性能也大大提升；Y.L.Gao在铝型材表面利用等离子体喷涂制备Al2O3陶瓷涂层，结果表明，涂层主要由稳态α-Al2O3和亚稳态γ-Al2O3相组成，具有层状微观结构；纳米压痕结果显示，等离子体喷涂的Al2O3层、Al-Si过渡层和铝合金的峰值负载为2.2mN、0.6mN和0.25mN，等离子体喷涂的Al2O3层的弹性模量和显微硬度分别为250GPa和7.45~8.9GPa，高于铝合金的弹性模量和显微硬度（50GPa和0.8GPa）。J.Y.Xu在铝型材基体上利用等离子体喷涂技术合成TiB2-TiC-Al复合涂层，涂层与基体结合良好，涂层的显微硬度和耐磨性随着Al含量的增加而降低，而Al的增加使得涂层具有更好的耐腐蚀性；王丹等采用氧乙炔火焰喷涂方法，在AZ31B铝合金表面喷涂分别添加5%、10%、15%的（AlB12+Al2O3）Al复合涂层，结果表明：随着（AlB12+Al2O3）含量的增加，腐蚀电位从—1.5V升高到—1.15V，腐蚀电流从8.66×10^-4A/cm²下降到2.82×10^-4A/cm²；