1913年Schoop提出了電弧噴涂槍的設(shè)計(jì)，并于1916年研制成實(shí)用型電弧噴涂槍，制備鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐涂層，將熱噴涂技術(shù)真正用于生產(chǎn)實(shí)踐。線材火焰噴涂和電弧噴涂作為主要的熱噴涂方法，在20世紀(jì)30年代得到了發(fā)展。美國(guó)Metco金屬噴涂公司成立后，相繼研究出用空氣渦輪送絲的E型系列噴槍和用電動(dòng)機(jī)送絲的K型系列噴涂槍。用于鋼鐵結(jié)構(gòu)件的噴鋅、噴鋁長(zhǎng)效防護(hù)涂層。英國(guó)成功研制出Schoet粉末火焰噴槍，爾后Metco研制出MetcoP型粉末火焰噴涂槍。從此，世界各國(guó)各噴涂專業(yè)公司也相應(yīng)研究開發(fā)了一系列粉末火焰噴涂槍，對(duì)熱噴涂技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和應(yīng)用推廣，使得熱噴涂技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，并取得很大

    的成績(jī)。從20世紀(jì)20～30年代開始，熱噴涂技術(shù)就大量地用于船舶、鋼結(jié)構(gòu)、水閘門等鋼鐵產(chǎn)品的長(zhǎng)效防護(hù)。美、英、德、法、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都制定了熱噴涂相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，許多數(shù)據(jù)都報(bào)導(dǎo)了在不同使用環(huán)境條件下，不同涂層材料體系和涂層厚度的防護(hù)涂層體系與防護(hù)涂層壽命指標(biāo)的選擇建議。美、英、德等國(guó)家從20世紀(jì)50年代開始，用了10～20年的時(shí)間大力推廣該項(xiàng)技術(shù)。

    (2)第二階段熱噴涂技術(shù)隨著噴涂技術(shù)的發(fā)展，新的涂層材料不斷地出現(xiàn)。20世紀(jì)50年代初，研制出自熔性合金粉末材料，隨后出現(xiàn)了粉末火焰噴焊技術(shù)。自熔性合金粉末材料的研究成功，對(duì)熱噴涂技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用起到了有力的推動(dòng)作用。將熱噴涂技術(shù)由原來的表面防護(hù)與修復(fù)，發(fā)展到機(jī)械零部件的表面強(qiáng)化，不僅用于廢舊零件的修復(fù)，同時(shí)也用于新品零件的預(yù)保護(hù)強(qiáng)化涂層的制備，開創(chuàng)了熱噴涂技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域。

    20世紀(jì)50年代末期，美國(guó)聯(lián)合碳化物公司研制成功燃?xì)庵貜?fù)爆炸噴涂技術(shù)，用于制備高質(zhì)量碳化物涂層和氧化物陶瓷涂層，并首先應(yīng)用到航空工業(yè)中。

    燃?xì)獗▏娡苛Ｗ铀俣雀撸芍苽涑鍪謨?yōu)秀的碳化物金屬陶瓷涂層，但溫度較低，對(duì)制備氧化陶瓷涂層依然存在不如人意的地方。隨著航空事業(yè)的發(fā)展，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求越來越高，發(fā)動(dòng)機(jī)零件不僅要有高溫強(qiáng)度，并且必須具備高溫隔熱的性能，以達(dá)到提高有效利用發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的目的。陶瓷熱障涂層是提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的關(guān)鍵技術(shù)之一。基本原理是陶瓷具有高的熔點(diǎn)和低的熱導(dǎo)率，同時(shí)陶瓷涂層含有一定的孔隙率，能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的高溫部件與高溫燃?xì)飧綦x開來，因而陶瓷涂層成為很好的高溫隔熱涂層材料。為解決陶瓷涂層的應(yīng)用，美國(guó)Plasmadyne公司和Metco公司相繼成功研究出等離子噴涂設(shè)備、工藝成套技術(shù)，從此開拓了等離子噴涂應(yīng)用技術(shù)。等離子噴涂技術(shù)的應(yīng)用有效地改變了熱噴涂技術(shù)領(lǐng)域的面貌，解決了難熔金屬材料和陶瓷材料的噴涂技術(shù)問題，

    提高了涂層的結(jié)合強(qiáng)度和降低涂層空隙率，大幅度地提高了涂層質(zhì)量，促進(jìn)熱噴涂復(fù)合材料的迅速發(fā)展，在制備特殊涂層功能方面開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域，極大地加速了熱噴涂涂層材料的開發(fā)和擴(kuò)展了涂層技術(shù)的應(yīng)用范圍。到20世紀(jì)60年代，等離子噴涂技術(shù)已在工業(yè)中得到十分廣泛的應(yīng)用，成功地應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件熱障涂層的制備，并取得十分顯著的成效。60年代中期，美國(guó)聯(lián)合碳化物公司又研究成功等離子噴焊技術(shù)，補(bǔ)充和擴(kuò)展了熱噴涂技術(shù)的內(nèi)涵。至此，熱噴涂技術(shù)已包含了氧乙炔火焰噴涂、噴焊;電弧噴涂;燃?xì)獗▏娡?等離子噴涂、噴焊等工藝技術(shù)方法，從設(shè)備、工藝、涂層材料到應(yīng)用形成了較為完整的熱噴涂技術(shù)體系。

    隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)高速、高效、高質(zhì)的不斷追求，對(duì)零部件的表面性能要求越來越高，這些都促進(jìn)了熱噴涂技術(shù)的發(fā)展。20世紀(jì)70～90年代熱噴涂技術(shù)向著高能、高速、高效發(fā)展。美國(guó)metco公司20世紀(jì)70年代末開始，

    逐步研究成功的80kVA高能等離子噴涂成套設(shè)備、可控氣氛(低壓或真空)等離子噴涂設(shè)備、JP2600系列燃?xì)飧咚倩鹧鎳娡吭O(shè)備;聯(lián)合碳化物公司成功推出Dgun噴涂工藝方法;Stellite公司成功推出JetKote系列高速火焰噴涂設(shè)備、系列等離子噴焊設(shè)備;捷克國(guó)家材料保護(hù)研究所研制出200kVA水穩(wěn)等離子噴涂成套技術(shù);美國(guó)TAFA公司研究推出8830、9000系列電弧噴涂設(shè)備和Plazjet250kVA高能高速等離子噴涂設(shè)備，JP5000、JP8000燃油高速火焰噴涂設(shè)備;加拿大NorthwestMettech公司和美國(guó)Metco公司研究成功AxialⅢ三電弧軸向送粉等離子噴涂系統(tǒng)，極大地提高噴涂效率和涂層材料的沉積效率;美國(guó)UniqueCoat公司推出的IntelliJetSB250、SB500系列高速活性燃?xì)鈬娡?HVAF)設(shè)備，噴涂粒子速度可高到達(dá)900m/s;俄羅斯成功推出活性高速電弧噴涂技術(shù);俄羅斯發(fā)明冷氣動(dòng)力噴涂技術(shù)以來，德國(guó)林德公司已推出冷氣動(dòng)力噴涂成套設(shè)備技術(shù)。

    隨著等離子噴涂及技術(shù)的應(yīng)用，等離子電弧的惰性和高溫射流特性提供了更加廣泛的涂層材料和涂層應(yīng)用機(jī)會(huì)，極大地豐富了熱噴涂涂層材料(特別是高熔點(diǎn)陶瓷材料)的發(fā)展和涂層質(zhì)量的提高。可控氣氛等離子噴涂技術(shù)可控制噴涂工藝過程中的環(huán)境因素，可得到真空、低壓或惰性氣體等環(huán)境條件，制備的涂層密度超過98%，涂層含氧量低于400×10-6。迄今為止，航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件采用熱噴涂技術(shù)的零件已達(dá)到6000多個(gè)，其關(guān)鍵零部件的使用壽命提高3～4倍。如JT8發(fā)動(dòng)機(jī)采用熱噴涂技術(shù)后，其大修期由原來4000h提高到16000h。等離子噴涂電弧溫度高，噴涂碳化物(WC/Co)等材料時(shí)，不可避免地使碳化物分解產(chǎn)生脫碳，涂層硬度指標(biāo)下降，而高速燃?xì)鈬娡考夹g(shù)正好彌補(bǔ)了這一缺陷。高速燃?xì)鈬娡考夹g(shù)，如JP5000焰流速度高達(dá)2000m/s，粒子速度高達(dá)700m/s，涂層結(jié)合強(qiáng)度≥70MPa，WC/Co涂層硬度高達(dá)1200HV，具有十分優(yōu)異的性能，在許多應(yīng)用領(lǐng)域已取代或部分取代等離子噴涂涂層。

    (3)第三階段熱噴涂工業(yè)體系從Schoop發(fā)明的第一個(gè)熔液噴涂裝置，到現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)控制的等離子噴涂設(shè)備、高速燃?xì)鈬娡吭O(shè)備、冷氣動(dòng)力噴涂設(shè)備、機(jī)器手操作的噴涂設(shè)備，噴涂設(shè)備已具備成套性、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。涂層材料由

    金屬絲材到陶瓷棒材，由金屬粉末到金屬陶瓷粉末、陶瓷粉末、塑料粉末，以及它們的復(fù)合材料粉末，已形成系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。涂層應(yīng)用領(lǐng)域從簡(jiǎn)單的長(zhǎng)效防護(hù)、廢舊零件的修復(fù)，到再制造技術(shù)、新品零件的預(yù)保護(hù)強(qiáng)化，已成為制造技術(shù)

    領(lǐng)域必不可少的重要工藝技術(shù)。涂層質(zhì)量在線檢測(cè)、噴涂熱源溫度場(chǎng)分布、噴涂粒子速度測(cè)量、在線診斷技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了涂層制備的穩(wěn)定性和可靠性。涂層技術(shù)的應(yīng)用已滲透到世界各國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。僅美國(guó)Metco

    公司和TAFA公司，2001年產(chǎn)值分別達(dá)到32億和35億美元。國(guó)際間的合作與技術(shù)交流已逐步形成，1965年在英國(guó)召開第一屆國(guó)際熱噴涂會(huì)議，此后每2年舉行一次，2003年在日本召開了第18屆國(guó)際熱噴涂會(huì)議。

    我國(guó)應(yīng)用熱噴涂技術(shù)始于20世紀(jì)50年代初，開始制造線材火焰噴槍和粉末氣噴槍，60年代研制成功封閉式噴嘴固定式電弧噴槍和陶瓷粉末氣噴槍。氧乙炔火焰噴涂用于廢舊零件的修復(fù)，線材火焰噴涂技術(shù)用于大面積長(zhǎng)效防護(hù)。195年，對(duì)淮南電廠從田家庵到蚌埠的246座35kVA輸電鐵塔進(jìn)行噴鋅防護(hù)，涂層至今完好，這是國(guó)內(nèi)熱噴涂長(zhǎng)效防護(hù)工程最典型的應(yīng)用實(shí)例。20世紀(jì)60年代末期開始研制等離子噴焊技術(shù)，同時(shí)開始應(yīng)用粉末火焰噴焊技術(shù)。20世紀(jì)70年代，

    等離子噴涂技術(shù)和等離子噴焊技術(shù)已基本成熟，先后研制出DP50、GP80、HP2000、APS2000等離子噴涂設(shè)備和PH100、PH300、PH400、PH500系列等離子噴焊設(shè)備。等離子噴焊技術(shù)應(yīng)用于閥門密封面和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排閥密封面的制造，在全國(guó)范圍內(nèi)已經(jīng)完全普及，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和制造業(yè)整體技術(shù)水平起到積極的推動(dòng)作用。等離子噴涂技術(shù)廣泛地應(yīng)用于冶金、石化、航空航天、能源等領(lǐng)域，

    取得十分顯著的成效。20世紀(jì)90年代末，成功研制出HT3200型燃油高速火焰噴涂設(shè)備和高速電弧噴涂設(shè)備。20世紀(jì)90年代前，我國(guó)從事熱噴涂技術(shù)的單位主要分布在各大專院校、研究院所，承擔(dān)噴涂設(shè)備、涂層材料、涂層工藝方法的

    研究與開發(fā)。經(jīng)過連續(xù)三個(gè)五年計(jì)劃的大力推廣，已經(jīng)形成涂層技術(shù)研究、涂層材料生產(chǎn)、涂層應(yīng)用完整的熱噴涂技術(shù)體系，并建立了全國(guó)性的熱噴涂技術(shù)行業(yè)協(xié)會(huì)和熱噴涂標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。各種熱噴涂技術(shù)工藝方法廣泛應(yīng)用產(chǎn)品的制造，解決了眾多產(chǎn)品共性關(guān)鍵技術(shù)問題，對(duì)提高制造業(yè)的整體技術(shù)起到了積極的促進(jìn)作用，并取得十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

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