测试和评估热喷涂涂层

什么是热喷涂?

热喷涂是将金属，陶瓷，塑料或复合涂层施加到装置或材料的普遍方法。该过程发现使用各种行业，包括医疗，航空航天，制造和能源。涂层主要用于增加装置或组分中的某些材料性质。

例如，将要受到极热的部分可以涂覆有一定的配方，这将增加其热阻。热喷涂的多孔涂层通常​​用于医疗植入物，因为多孔表面促进骨内生长和融合装置。涂层也可以应用于部件以提供增加的磨损和耐腐蚀性。

涂层材料以粉末或丝形式开始，并在以微米尺寸颗粒的形式迅速加速到物体或材料之前加热到熔融状态。这种加速通常使用电弧放电或燃烧来实现。当涂料颗粒开始积聚时，形成涂层。

热喷涂在其他涂布过程中的优点

• 允许应用厚涂层（高达10毫米）
• 更大的应用面积和比其他过程更高的处置率
• 不会引起材料表面的显着加热，所以表面降解的表面降低（也允许涂覆易燃表面）
• 在应用的材料涂层类型中具有很大的灵活性
• 具有各种材料的组合涂层是可能的
• 不需要融合来形成债券

热喷涂涂层的机械测试

热喷涂涂层的机械测试是制造和设计过程中的关键阶段。验证涂层配方的强度和耐磨性允许工程师验证和开发工艺以产生更强更有效的涂层。

典型的机械涂层测试包括：

• 磁盘磨损（ASTM G99）磁盘磨损测试是表征摩擦系数，摩擦力和两种材料之间磨损速率的有效方法。在该摩擦学检测期间，在恒定施加的载荷下，固定盘在旋转销上铰接。该测试通常用作在最终设计和制造之前的多种涂层配方之间的比较研究。
• 拉伸和剪切测试（ASTM F1147，F1160和F1044）涂层的机械测试通常需要试样制备以生成可测试样品。涂层通常使用环氧树脂固定和安装在金属夹具上。然后根据ASTM F1147对试样进行拉伸测试或根据ASTM F1044对试样进行剪切测试，直到试样失效。根据ASTM F1160，剪切疲劳也经常在涂层试验样品上进行。涂层对夹具的附着力对于这些强度测试是至关重要的。
• Taber磨损（ASTM D4060）泰伯磨损法是一种高效、简单、快速的多种涂层磨损数据收集方法。涂层受到循环磨料力使用特殊的泰伯轮。测试前和测试后的测量被用来生成质量损失数据。
• 摩擦系数（ASTM D1894）摩擦系数试验包括测量两种特定材料之间的静态和动态摩擦力。静电电阻是启动运动所需的力，而动态电阻是维持运动所需的摩擦力。
• 耐腐蚀性(ASTM B117)可以使用盐雾环境测量涂层的耐腐蚀性。根据ASTM B117，涂层经受极端腐蚀环境一段时间，并评估后测试后腐蚀性存在的迹象。

热喷涂涂层的冶金性能评价

冶金评估是热喷涂涂层最常用的测试。

通常进行的评估包括:

• 金相评估热喷涂涂层的一般金相评估可以产生宽范围的数据，包括：微观结构，厚度，粗糙度，孔隙率或空隙含量，氧化物夹杂物和未熔化的颗粒，以及检测裂缝，分层，界面污染，以及其他涂层瑕疵。
• 硬度测试定期对涂层样品进行硬度测试，以获得平均硬度值以及通过涂层厚度得到的硬度值。常用的涂层硬度测试方法有洛氏硬度、表面硬度、维氏硬度和努普硬度。

样品制备对所有的冶金评价都很重要，因为制备不良会直接影响被评价样品的外观。典型的样品制备包括切片、清洗、安装和抛光。所有这些步骤都是使用涂层特定程序来执行的，以避免损坏或在评估表面造成任何非自然的缺陷。安装的样品准备好后，进行评估或测试。