热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过热处理的基体表面形成涂层的方法。该技术近年来得到了快速发展。

1.模具的热喷涂技术

热喷涂技术可利用某种热源（如电弧、离子弧或燃烧的火焰等），将要喷涂的材料加热至熔化或半熔化的雾状微粒，然后借助气流把其从喷嘴高速喷射在经过预先处理的工件表面上，形成附着牢固的涂层。热喷涂技术的优点是，几乎对所有材料（无论是金属母材还是非金属母材）的表面均可进行喷涂。涂层材料也是种类繁多，包括各种金属、合金、陶瓷、塑料、石墨和尼龙等。热喷涂涂层厚度可达数毫米，硬度高达2000HV以上，涂层结合牢固且形成速度快，对模具大小没有限制。

热喷涂层由于具有耐磨、耐蚀、耐热、耐振动、隔热、密封、润滑、绝缘、导电等多种性能，并能为模具提供坚韧的表面，因此特别适用于修复大型模具和严重磨损的模具。

热喷涂技术一般按照喷涂热源的种类、喷涂材料、涂层结合方式和涂层功能等进行分类。按热源的种类，热喷涂可分为火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和激光喷涂四种基本方法。在生产中应用较多的主要是等离子喷涂（约占48%）和高速火焰喷涂（约占25%）。

（1）热喷涂技术的特点 与其他表面处理技术相比，热喷涂技术具有下述一些突出的特点：

1）喷涂材料广泛，除了金属和合金外，陶瓷、金属陶瓷、许多化合物和物理混合物，甚至有机树脂等都可以使用热喷涂工艺进行喷涂，所获得的涂层性能也非常广泛。

2）适用于各种基体材料的零件，如各种金属和非金属零件的表面都可以进行热喷涂。

3）操作简单，速度快，生产率高。

4）被喷涂零件的尺寸范围较宽，既可以进行大面积的喷涂，也可以对大型构件进行局部喷涂。

5）除喷焊外，热喷涂对工件的加热温度都较低，因此工件变形小。例如，氧乙炔焰喷涂、等离子喷涂或爆炸喷涂，工件受热程度均不超过250℃，工件不会发生变形，工件的金相组织也不会改变。

6）可赋予普通材料以特殊的表面性能。例如，可以把韧性好的金属材料与塑料或硬脆的陶瓷材料相复合，形成表面复合材料。(www.daowen.com)

7）成本低，经济效益显著。

（2）高速火焰喷涂 高速火焰喷涂是利用燃气（乙炔、丙烷或天然气等）及助燃气体（氧）混合燃烧作为热源，将喷涂材料加热到熔融或软化状态，然后依靠气体或火焰加速喷射到经预处理的基体表面上形成涂层的方法。火焰喷涂根据喷涂材料的不同，又可分为丝材火焰喷涂和粉末火焰喷涂两种。

（3）等离子喷涂 等离子喷涂是以氮气（N₂）或惰性气体（如氩气Ar）等作为工作介质，使其在专用的喷枪内发生电离形成热等离子，再以等离子弧作为热源，将粉末状涂层材料加热到熔融、雾化，并以高速喷射到经过预处理的工件表面而形成附着牢固的涂层的方法。由于整个工艺集熔化、雾化、快淬、固结等过程为一体，且所获涂层组织致密，结合牢固，故等离子喷涂的应用越来越广泛。但等离子喷涂也存在需高纯度气体且成本较高等缺点。目前，除常压下气稳式等离子喷涂工艺外，优点更为突出的低压等离子喷涂及水稳式等离子喷涂工艺也在逐步推广使用。

2.模具的热喷涂技术应用实例

实例1 Cr12MoV钢制带轮模具的等离子喷涂强化工艺。

Cr12MoV钢制带轮模具用于1.5mm厚钢板的拉深成形，工作过程中需承受巨大压力，模具表面受磨粒磨损严重，一副模具只能生产0.4～0.5万个零件。为了提高模具的使用寿命，选用一种具有良好的自熔性的铁合金粉末（成分的质量分数为0.8%C，16%Cr，4.5%Si，3.5%B，15%Fe，其余为Ni；150目）为热喷涂材料，对模具进行等离子喷涂处理，涂层厚度为0.4～0.5mm。

（1）喷涂工艺参数 电弧电压为75～80V，电弧电流为350～380A，等离子气流量为1.5～1.7m³/h，选粉机供给量为0.3～0.4m³/h，选粉量为40g/min。

（2）喷涂效果 经等离子喷涂处理以后，模具表面硬度由原来的650～670HV提高到了780～820HV，耐磨性也有了很大提高，不但模具表面拉毛现象基本消除，而且生产5万件后仍未出现严重磨损，使用寿命提高了10倍以上。

实例2 冷拔无缝钢管内模由于在工作时与钢管产生的强烈摩擦和挤压，故易发生严重的粘着磨损。内模原采用45钢渗碳后镀铬处理，使用寿命仅为20～40根。改为对内模表面采用氧乙炔焰喷涂镍基耐磨涂层后，可以拉拔无缝钢管250根，使用寿命提高了6倍以上。

实例3 玻璃模具常用灰铸铁制作。因制造玻璃器皿时模具受到挤压、侵蚀和热疲劳等作用，而灰铸铁硬度较低，故模具的使用寿命也较低。如果采用火焰喷涂镍基自熔合金处理和修复玻璃模具，则可使其使用寿命提高5倍以上。