热喷涂技术处在稳定发展阶段
韩志海,陈利利
国际学术动态
内容导读：国际性学术会议—国际热喷涂大会一直每3年一次的举行着，自1956年以来，究竟发展到了什么阶段，本文进行了总结。
世界热喷涂技术领域最具规模的国际性学术会议—国际热喷涂大会(InternationalThermalSprayCoferenee)自1956年首次在英国举行以来，每3年举办一次，其中前15次均在欧洲和北美举行。1995年5月22一26日，第14届国际热喷涂大会(ITSC’95)在日本神户国际会议中心隆重举行。大会由日本高温学会和国际焊接学会表面与热喷涂委员会主办。与会代表474人，交流论文233篇，出版了《热喷涂—现状与未来》文集，收入论文208篇，中国发表论文16篇。会议期间，参观了日本著名的热喷涂技术科研基地—大阪大学高能热喷涂技术国家研究中心，大阪国家工程科学研究所和大阪Kinki先进材料研究所等，并访问了日本最大的Akashi热喷涂工厂。该工厂拥有几十台最先进的各类喷涂设备，并建有自己的研究中心和专业实验室，分公司遍布日本和世界各地。此外旧本神户制翎的Kakogawa喷涂工厂和川畸重工的Akashi喷涂工厂给代表们留下了深刻的印象。
1世界热喷涂行业现状与未来
ITsc，95大会的主题为“面向21世纪的热喷涂技术现状与未来”。大会主席、日本高温学会会长、日本科学院院士荒田吉明教授指出，热喷涂技术是当今世界上最重要的材料表面处理技术之一。在过去30年中，这一技术为满足航空工业的需要，提高发动机部件的表面性能，而不断进步和发展。当前，热喷涂技术发展的一个显著标志是向多元化发展，由航空工业逐步向民用工业转化。大会特邀代表Walser作了“我们的热喷涂工业”主题报告，对全球热喷涂行业的现状和发展趋势以图解的形式作了全面的分析(见图1)。
图中表明，热喷涂工业自.1902年诞生以来，经历了近70年的开发、探索阶段(第I阶段)，又经过十余年的稳定发展阶段(标准化阶段一，〕，目前已进入第，阶段(相对困难，变革求新阶段)。在这一阶段，由于受到近3年来西方经济不景气、航空工业衰退的影响，使得以航空工业为中心发展起来的欧美热喷涂工业处于相对困难的境地。与欧美(美国、瑞士、德国等)情况形成鲜明对照的是，日本的热喷涂技术有长足的发展.尤其是汽车工业、钢铁工.业和能像工业的应用范围和技术水平更是走在世界前列。日本FuKul技术研究所Man。博士在“日本热喷涂进展”报告中认为.这主要得利于日本的热喷涂技术走的是以民用工业为主的发展模式。因此，当全球热喷涂工业面临格局变化的严竣时刻，日本的热喷涂工业显示出其灵活性和多变性的优势。
本届大会专门设立了“热喷涂技术的最新应用”主题论坛，分3个专题介绍热喷涂技术在日本汽车工业、钢铁工业和能像工业最新应用成果，强调热喷涂技术在民用工业中应用的重要性.突出了本届大会的“加强热喷涂技术的应用其础研究”的学术特色。在交流233篇论文中，热喷涂技术在各个工业部门应用的论文45篇，多于历届同类论文，反映出热喷涂技术的应用向民用工业的转化趋势。此外，有关热喷涂新技术、新工艺与涂层质t控制的文章62篇，占主导地位，说明提高工艺水平和涂层质t仍是热喷涂技术的主要研究领城.其余文章多为涂层设计、涂层组织性能和评价等基础性研究内容，突出了大会基础研究气氛。2我国热喷涂行业现状与未来我国热喷涂技术起步于50年代。60年代后，随着我国航空工业的发展，相继引进了一批高能等离子喷涂设备，主要集中于航空部门。与欧美和日本发展棋式不同的是，我国在发展航空工业热喷技术的同时，注意到将该技术的应用推广到民用工业。由干多种因素的影响，我国与发达国家相比，差距较大。
2.1设备老化，材料和工艺落后
先进国家的等离子喷涂设备已从60~70年代单一的大气等离子喷涂向低压、高压、真空、超音速以及水稳、高频、徽弧、轴向送粉等高性能、高质量、高效率喷涂技术发展，并投入实际应用。而代表我国热喷涂最高水平的航空工业，其主要等离子喷涂设备仍是六七十年代进口的设备。民用工业除纺织工业70年代引进几台等离子喷涂设备外，其他行业几乎没有进口设备。在火焰、电弧喷涂设备方面，国外已开发了多种多样的超音速喷涂，爆炸喷涂，高速丝和陶瓷棒喷涂，高速、高效率电弧喷涂等新型设备。而国内近二十年来，基本上没有商品化的新产品问世。工艺方面，国外除了开发先进喷涂设备，提高涂层质盘外，还十分重视涂层的二次处理技术。如真空热处理，高颇、激光重熔，热等静压和超硬面精密加工技术等，井已广泛应用于生产实际。我国虽然在真空，激光和涂层后加工方面作了一些探索，但实际应用较少。热喷涂材料方面，国外开发出应用于各行业、各工况的数百种类型的粉末和丝材，且大多已商品化、标准化、系列化。我国目前自行研制的喷涂材料大多供民用工业使用，且产品单一，工艺简单.大多由小企业生产，很难形成标准化、系列化.航空工业应用的涂层材料主要依靠进口。
2.2民用实力位，技术水平低
热喷涂工业相对于能像、钢铁、汽车等大工业面言，属于“小”工业。企业性质大致可分为两类:一类是大公司或大型企业下属的分公司或一个喷徐生产部门，主要为本企业的产品服务，专业化程度高，设备先进，技术力盘雄厚，我国航空和纺织工业的喷涂车间多属于这一类型;另一类是面向民用工业的中、小型喷涂企业.特点是小而全，灵活多变。由于资本较小.设备的先进性和技术力量不如上述大企业，且以乡镇企业或个体经营形式为主。多采用价格便宜，简单实用的国产设备，应用水平较低，很难满足现代化工业对热喷涂技术越来越高的要求。相对而言，国外的小型喷涂企业，则十分重视设备和技术投资。东京“NipponCoatingIn-dustryCO.Ltd”热喷涂公司是一家典型的“小”企业，占地面积约300m念，员工仅20余人，拥有美国90年代最新gM型高能等离子喷涂设备一台和全套瑞士90年代真空等离子喷涂系统。此外，各种类型的超音速、电弧、陶瓷棒材等新型和小型喷涂设备共有十几套，还配备了全套硬面加工设备。其设备之精良，装备之齐全，在我国喷涂界还没有哪个企业与之匹敌。即使如此，他们还是深感在技术上难以应付日本日益先进的民用_工业对涂层质量和性能越来越高的要求。如果企业没有先进的设备和技术实力，在激烈的市场竞争中就会被淘汰。
2.3应用基础研究落后
热喷涂技术是一门综合性应用学科.加强热喷徐应用基础研究，是帮助我们解决各种各样实际应用问题，提高热喷涂应用水平的关键。大阪大学和大阪国家研究所两所世界著名的日本国家级热喷涂技术科研中心拥有多台世界一流的各种喷涂设备，并获得多项热喷涂技术科研成果。在世界热喷涂界知名学者、日本科学院院士领导下，中心形成了博士、教授组成的强大学术梯队。由于日本政府对热喷徐技术基础研究工作的高度重视，在人力、物力和财力上给予的巨大支持，日本热喷涂的基础研究工作跻身于世界先进水平。尤其值得国内同行学习的是旧本的热喷涂基础研究不仅仅停留在纯理论上，在承担国家级研究项目的同时，还积极和日本全国各地大大小小的热喷涂企业建立广泛的横向合作关系，帮助企业开发各种先进工艺和解决实际应用中的难题。中心注重培养既具有扎实理论基础和科研能力，又有实际技术开发能力和管理能力的热喷涂专业人才，深受热喷涂企业的欢迎。也正是这批人推动了日本热喷涂技术的应用和研究密切结合，促进了热喷涂工业的发展与提高。相比而言，我国热喷涂技术领域至今还没有设立国家级研究中心，在国家重点大学中，仅有一、二所大学利用世界银行贷款引进了具有国际90年代水平的高能等离子喷涂系统，少数学校自行研制设备和实验装置，建立了热喷涂实验室，条件十分艰苦。总的来说，缺少投入，缺乏科研经费，没有形成国家级的科研和教学中心，是困绕我国热喷涂技术基础研究的主要问题。
目前我国的热喷涂技术与世界发达国家相比，大约有10一20年的差距。缺乏统一领导和整体规划，缺少资金投入，是当前热喷涂工业最主要的间题。航空工业体制封闭，虽设备较好，但成本高，一般企业很难接受。民用热喷涂工业小而分散，设备陈旧，工艺落后，应用水平低，大大限制了热喷涂技术的应用和普及。有关热喷涂基础研究本来就薄弱，却往往与实际应用脱节。这些问题已成为制约我国热喷涂工业发展的主要原因。
ITSC’95大会对我们有重要启示。
(l)我国的热喷涂工业，仍应充分发挥小而全、多而精、灵活多变、应用面广的特点，坚持以民用工业为主的发展模式。
(2)从长远来看，要根本改变我国的热喷涂现状，赶超世界先进水平，必须重视基础研究，加大投入，全盘规划，有重点地扶植一有墓础的企业和科研机构上等级、上台阶。建设一批面向民用工业的热喷涂技术先进型企业和国家级工程研究中心，以此引导和带动全国的热喷涂企业逐步走向正规化、标准化、科技化。以过硬的技术和优质的服务，帮助国民经济的骨干企业、大型企业解决生产难题，提高生产效率，使热喷涂技术真正成为受企业欢迎的实用技术。
(3)广大热喷涂企业和科技工业者应充分意识到目前暂时的困难和面临的机遇，重视企业素质的提高，加强应用技术研究与开发，克服困难，创造条件，提高现有条件下的应用水平。通过设备、材料、工艺、设计的优化，以最低的成本和最好的使用效果，蔽得用户，开拓市场，为提高我国热喷涂技术的应用水平，赶超世界先进水平打下良好的基础。
参考文献略
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