摘 要
随着塑料工业的发展，塑料发泡板材的应用越来越广泛。但是由于塑料发泡板材表面性能的一些缺限，仍在限制塑料发泡板材的进一步的发展。本文利用塑料板材表面热喷涂技术，以发泡板材中运用较为广泛的聚丙烯和聚乙烯板材为基体，铜粉和铁粉为喷涂材料，通过热喷涂的方法来改善塑料板材表面的力学性能。
以传热学理论和能量守恒定律为依据，对加热器的加热过程建立数学模型，最终计算确定分别以聚丙烯和聚乙烯为基材时，加热器 1 的温度分别为 214℃和 151℃，功率分别为 3.3KW 和 2.7KW，加热器 2 的温度分别为 218℃和 162℃，功率都为 1.7KW。同时根据挤出板材的宽度和厚度以及加热器的尺寸，设计了能方便调节加热器加热高度和水平位置的加热器支架和能使塑料板材输送更为方便的输送辊。
运用 ANSYS 软件中的瞬态热分析模块对塑料板材厚度方向进行温度场模拟分析，最终确定了塑料板材在输送时所需加热的时间为 60s，因此验证了加热器设计的合理性，并经过实验证明了加热后的塑料板材表面软化层厚度能达到所需要的厚度。
以流体力学理论为基础，根据气体在喷管内的实际流动情况，建立了在喷涂过程中气体在喷管内流动的数学模型，并计算确定了喷嘴的结构和尺寸，最后加工制造出所需的喷涂装置，实验验证喷涂装置能够较好的在塑料板材表面形成涂层。
分别以聚丙烯和聚乙烯发泡材料为基材，以铁粉和铜粉为喷涂材料进行喷涂实验，最终得到了较为理想的金属涂层。对喷涂前后的塑料板材进行力学实验，发现其硬度、强度、耐磨性均有了相当的提高。
针对聚烯烃塑料板材挤出成型工艺的特点，分析设计出相应的加热和喷涂装置，通过调节塑料板材挤出机的参数，最终实验在塑料板材表面得到了致密的金属涂层，对塑料板材表面性能的改善和更好的做到“以塑代钢”起到了一定的借鉴作用。
关键词：发泡板材 加热器 送粉器 喷嘴 ANSYS 热分析 热喷涂 表面性能
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