成果與項目的背景及主要用途：

隨著現代工業的高速發展，對各種機械設備的表面性能要求越來越高。很多

機械零部件往往因為表面局部的損壞而導致整個零件失效乃至報廢。摩擦會導致

大量機械能的損耗，并且磨損是機械零件失效的一個很重要的原因。據統計，工

業化國家有 30%的能源消耗于摩擦。對于一個高度工業化的國家，每年因摩擦磨

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損造成的經濟損失幾乎占到國民經濟年產總值的 1-2%。因此，為了提高機械零

件的可靠性，延長其使用壽命，國內外都在提高零件表面性能方面進行了大量的

研究和探索。

表面工程是經表面預處理后，通過表面涂覆，表面改性或者多種表面技術復

合處理，改變固體金屬表面或者非金屬表面的形態、化學成分、組織結構和應力

狀況，從而獲得所需要表面性能的系統工程。表面工程的最大優勢在于可以用多

種方法制備出優于基體材料性能的表面功能薄層。

技術原理與工藝流程簡介：

超音速火焰噴涂是利用丙烷，丙烯等碳氫系燃氣或氫氣與高壓氧氣在燃燒室

內，或者在特殊的噴嘴中燃燒產生的高溫、高速燃燒焰流，燃燒焰流速度可達五

馬赫(1500m/s)以上，將粉末送進該火焰，可以將噴涂粒子加熱至熔化或半熔化

狀態，并加速到高達 300-500m/s 的速度，甚至更高的速度，從而獲得高結合強

度、致密的高質量的涂層。

1）TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰噴涂系統特點

1、焰流速度達到 2000m/s，火焰功率 100kw

2、徑向送粉和軸向送粉一體化設計

3、自動化程度高，穩定性能可靠

4、對冷卻水壓力實行實時監控，安全可靠

5、直接用丙烷點火，不用外加氫氣

6、燃料氣可為丙烷或丙烯等燃氣，壓力為當前國際同類設備一半

2）所制備 WC-12Co 涂層特點

涂層致密、涂層的孔隙率低于 1%。由于涂層內部應力為壓應力，涂層厚度

可達五毫米以上。

技術水平及專利與獲獎情況：

100 千瓦級 TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰噴涂系統由天津大學熱噴涂實驗

室開發研制，是擁有獨立“自主知識產權”的新一代熱噴涂技術。適用于噴涂制備

耐磨損高硬度 WC-Co、Cr3C2-NiCr 硬質合金涂層和耐腐蝕、耐高溫氧化性能優

越的鎳基自熔合金涂層。

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應用前景分析及效益預測：

熱噴涂技術是近年來表面工程中發展十分迅速的一門技術，在表面工程的領

域占有非常重要的地位。熱噴涂技術在提高零件表面性能，延長零件使用壽命和

降低維修成本和節約資源等方面有重要的作用。

與常規火焰噴涂不同的是本系統采用特殊設計的燃燒室和噴嘴，驅動大流量

的燃料并用高壓氧氣助燃，從而獲得了極高速度的燃燒焰流。由于噴涂顆粒以超

音速飛行而撞擊到工件表面，因此涂層結合強度、致密度和硬度均非常高。

應用領域：造紙印刷、石油機械、水輪機組、鋼鐵冶金、電站鍋爐等領域

合作方式及條件：面議