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第二阶段是以自熔性合金为主要特征。20世纪50年代中期，人们发现要解决工业设备中存在的大量磨损问题，十分有必要改进工艺，制取更耐磨的涂层。经过几年的努力，自熔性合金问世并发展了火焰喷涂工艺，这就是著名的“硬面技术”。自熔性合金是在Ni、Co和Fe基的金属中加入B、Si、Cr这些能形成低熔点共晶合金的元素及抗氧化元素，喷涂后再加热重熔，获得硬面涂层。这项技术在某种程度上是受焊接堆焊工艺的启发。由于这些涂层具有高硬度、高冶金结合及很好的抗氧化性，从而在耐磨及抗氧化性方面迈出了一大步。自熔性合金的出现，对热喷涂技术起了巨大的推动作用。
这一阶段另一项技术突破是等离子喷涂设备的问世。等离子焰流温度高达1万oC，几乎可以喷涂一切具有物理熔点的材料。于是，一些具有较高耐磨、耐高温、抗燃气腐蚀及隔热性能的陶瓷和金属陶瓷材料就可以作为热喷涂材料进行使用，使热喷涂技术开始从简易的维修车间步入航空、航天等高技术产业领域，并解决了大量令冶金工程师头疼的材料问题。
第三阶段是以复合材料的发展为主要特征。20世纪70年代中期出现了一系列的复合粉和自粘结一次喷涂粉末，而80年代，则是以夹芯焊丝作为电弧喷涂材料进入市场的主要标志。通过材料成分与结构的“复合”，达到喷涂工艺改进和涂层性的提高。镍包铝和铝包镍复合粉取代了传统的Mo丝，该神了打底层粘结性；自粘结一次粉综合了打底粉与工作粉双重功能，简化了喷涂工艺。怕氧化或氮化的金属或陶瓷被Ni或Co这些金属包裹之后，不仅保护了核心成分，同时又会与核心成分发生化学或冶金反应，赋予涂层更好的性能。复合材料不局限于粉末，在线材方面也出现了复合喷涂丝。尤其是填充型复合线材，已开始拥入市场，这些复合丝可以用线材火焰喷涂，但主要用电弧喷涂，使这些原来只能形成金属-合金涂层的工艺，可以喷涂带有陶瓷类硬质点的硬质耐磨材料，使涂层的应用面大为拓展。
第四阶段是以软线材料和纳米材料为主要特征。为克服粉末喷涂的缺点把粉末熔炼轧制成线材进行喷涂很早就开始应用了，但是，有许多材料无法轧制成线材。之后又产生了粉芯线材，即把粉末包在钢皮中进行喷涂，可以用火焰，也可以用电弧喷涂。但有许多导电性能差的粉末或不导电的材料无法用电弧喷涂。同时钢皮材料成分也混入涂层之中，粉芯线材熔粉不均也都直接影响涂层的质量。
纳米材料是指由极细晶粒组成的特征维度尺寸<100nm的固体材料。自纳米材料诞生到现在已制备出包括金属、非金属、有机、无机和生物等在内的各种纳米材料。由于其不同微观和宏观物质的许多介观特性，成为科技发展前沿中极具挑战性的研究领域。
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