图 2：改善的喷嘴设计与煤油喷雾- GTV K2 HVOF喷枪（GTV 有限公司）

对高动力喷涂工艺的发展也为该技术在内壁涂层（ IDs）的应用打开新的可能性。由于部件不同的几何形状各自具有特殊的气流条件与热负荷，不同的热喷涂工艺对这些几何形状组成的应用也需要分别评测。对该领域最广泛的研究是在汽车工业的铝发动机缸体的内壁涂层[Bar01, Coo03]。根据材料的处理和可达到涂层性能的经验，以下三种喷涂工艺均具有重大潜力：大气等离子喷涂（APS）、电弧丝材喷涂与HVOF喷涂。但由于气体火焰产生的巨大热能，对HVOF喷涂改造以适应ID应用至今仍是很大挑战。通过最近在工艺和设计上的创新以及对喷枪性能有目的的操作，已建立运用HVOF工艺技术制备内壁涂层的原则（图3）[Mat03]。

图 3：喷涂内壁涂层用的HVOF系统 Thermico ID冷却流（左图，来自Thermico公司）与GTV GLC（右图，来自GTV有限公司）

HVOF技术的优化的成功范例引发了在其它热喷涂技术中的相似做法。在电弧丝材喷涂或大气等离子喷涂中着重于对喷嘴优化设计[Wan04 , Swe04]，此外还伴生其它工艺优化的设想。对大气等离子喷涂的重要开发之一是多弧（多阴极）喷枪的引入。传统的单弧等离子喷枪主要缺点是存在移动的阳极电弧斑点，导致相当多的的等离子弧波动，使粒子性质不稳定。要防止局部过热引起阳极毁坏，电弧需沿轴向以一定方位角运动。为使弧运动最小并产生更均匀的等离子弧以提高粒子的稳定性，引入能产生多种弧的等离子发射机构（阴极）。由于具有多个电弧，每个电弧的热负荷减小，阳极电弧斑点的位置可以保持长久不动。这样就产生非常稳定与均一的等离子弧，不仅对稳定的粉末处理和再现性良好涂层性能有益，也显著减少噪音散射。

下一页>