超音速喷涂是利用丙烷、丙烯等碳氢系燃气等液体燃料与高压氧气在燃烧室或特殊喷嘴中燃烧产生高温高压焰流，其温度3200℃，火焰速度高达1500~2000m/s以上，然后将粉末沿轴向或径向送进火焰中，产生熔化或半熔化的粒子，并高速（300~600m/s）撞击在经过预处理的基体表面沉积形成涂层的方法。

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超音速喷涂的工作原理如图1所示

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图1 工作原理示意图

超音速喷涂火焰速度很高，但温度相对较低，对于WC-Co系硬质合金，可以有效抑制WC在喷涂过程中的分解，涂层结合强度高，且致密，耐磨性能优越。

超音速喷涂工艺流程主要如下：

准备工作

① 确定涂层厚度（留足加工余量）；

② 确定涂层材料（根据运行要求确定）；

③ 确定相关参数。

工件表面预处理

① 车削处理或表面清理：去除氧化层、油污、锈迹等；

② 表面粗化：增强涂层与工件的结合力；

③ 预热：清除工件表面水分和湿气，减少热膨胀差异避免涂层开裂。

超音速喷涂

喷涂后处理

① 对于防腐要求，需要进行封孔处理。

② 对于耐磨强化要求，需磨削至图纸尺寸。

图2是我司采用超音速喷涂技术修复的花键轴轴颈形貌，轴颈修复后进行磁粉探伤，未发现气孔、裂纹等缺陷，装配试车运行良好，无振动异常，现已投装上天。

图2 超音速喷涂后的花键轴轴颈（磨削后）

作者 吴佳 高级工程师

南京安维士传动技术股份有限公司