精品工厂表格表面工程4章节.docx
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精品工厂表格表面工程4章节
第四章表面淬火和变形强化
1表面淬火技术的原理和特点
2感应加热表面淬火
3火焰加热表面淬火
4激光加热表面淬火
4-1.表面淬火技术的原理
将钢表面快速加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上，然后使之迅速冷却并转变为马氏体。
将钢整体加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上，然后使其表面迅速冷却并转变为马氏体。
2.表面淬火对材料的要求
凡是能进行整体淬火强化的材料都可以进行表面淬火。
低碳钢或低合金钢需进行表面渗碳或合金化（齿轮渗碳）。
表面硬度要求越高，要求钢碳含量和合金含量越高；表面硬化层越深，要求钢淬透性越好。
3.与常规淬火技术的区别
在一定加热速度范围内，V加热↑，T临界↑
V加热↑，奥氏体成分的不均匀性↑
a.C成分不均匀,从相图上看与F,K相邻的浓度相差很大,C来不及扩散。
b.合金元素不均匀
预先热处理（调质、正火、球化退火）——表面淬火
V加热↑，奥氏体晶粒细化显著
a.过热度大,相变趋动力增大,晶粒形成位置增多,A在F和K相界上形成，A在F亚晶界上形成。
b.加热时间短,如果加热速度107度/S,形成时间10-5S,在如此短时间内奥氏体晶粒来不及长大。
V冷却↑，表面硬度高
4.表面淬火技术的特点
生产效率高，能耗小。
加热快，冷却快：
组织细，硬度高；组织均匀性差（渗碳体来不及溶解和扩散）。
表面组织细，硬度高，中部硬度低，韧性好。
4.2感应加热表面淬火技术
1感应加热淬火原理
将工件紧靠在有足够功率输出的感应圈附近,感应圈通电，在高频（中频）交流磁场的作用下（如果工件与线圈的间隙非常小）由于集肤效应,在工件表面产生很大的涡流，大小与线圈电流相等，方向相反。
涡流产生热量，将工件表面加热迅速加热到淬火温度，并用冷却介质快速冷却，达到对工件表面淬火的目的。
2感应加热淬火技术特点
效率高；变形小；深度可控；需要制作特定的线圈；电源功率大；“尖角”效应
3感应加热淬火技术应用
高频淬火：
轴类零件，磨损量小，但精度要求高的零件
中频淬火：
齿轮、活塞环槽，有明显磨损量，精度要求较高的零件
工频或双频：
轧辊，磨损量大
表面淬火在粗加工或半精加工后进行，最后只留磨量。
4.3火焰加热表面淬火技术
1火焰淬火（flamequenching）原理：
用火焰快速将工件表面加热到淬火温度，并快速冷却，使工件表面得到淬火组织。
控制参数：
火焰大小、火焰与工件的相对距离和相对移动速度
淬火深度：
钢淬透性、加热深度和冷却条件等
2优点：
设备简单；操作灵活；操作简单
适用于各种形状的小批量零件或大型零件的局部淬火
3缺点：
生产效率低；难以控制，需要丰富的经验；淬火层的均匀性差；变形大
4适用范围
适用于各种形状的小批量零件或大型零件的局部淬火
导槽、模具、凸轮轴（凸台）
4.4激光加热淬火技术
1激光加热原理:
用激光束加热材料表面，使之迅速生高到相变温度以上。
1.1激光加热的特点：
能量密度高，加热速度快、温度高，且容易控制。
2激光淬火（LaserQuenching）原理:
用激光束加热材料表面，使之迅速生到相变点温度以上但不熔化，当激光束移开后表层自行快速冷却，并转变为马氏体。
2.1特点
能量密度高，加热速度快、温度高，不需要淬火冷却介质。
3优点：
☆工件变形小
☆能量集中，热影响区小
☆加热深度和轨迹容易控制
☆适用于表面重熔，甚至可以熔化陶瓷。
为了不使材料熔化，激光淬火时能量密度一般为1000~6000J/cm2。
4缺点：
存在回火软化带，对要求大面积均匀硬化层的工件不利
5应用
（1）高精度零件处理
汽车大梁，汽车油泵，空压机、发动机的汽缸，汽车凹轮轴，热锻模大型内齿圈
（2）管材内表面改性
例：
管内机器人＋激光表面改性技术，对细长管材内表面硬化处理，提高耐磨性，延长寿命，减少管材的使用量。
外径60mm，壁厚8mm，长2300mm的细长空心轴，淬火后振摆变形小于0.2mm
4.5变形强化
1变形强化机理：
塑性变形←位错运动→位错增殖→位错交结→强度提高
塑性变形→马氏体相变→强度提高
最常用来表示金属材料变形强化的公式是Hollomon公式：
S=Ken
式中：
S为真应力；e为真应变；n为变形强化指数；K材料硬化系数。
2
（1）喷丸或抛丸强化:
钢丸高速撞击工件表面，使表层材料产生大量的塑性变形。
（2）滚压强化：
用钢球、辊轮或辊轴滚压工件表面，使工件表面产生大量的位错。
产生大量的位错，如有奥氏体相，促使马氏体相变，提高材料的表面强度。
较大的残余压应力。
提高材料的强度，特别是疲劳强度的方法。
4.5.1喷丸强化
1喷丸强化：
压缩空气带动钢丸高速撞击工件。
2优点：
撞击点集中，易于控制。
4.5.2抛丸强化
1特点抛丸强化撞击面大，生产效率高。
用于弹簧钢板、圆弹簧、大型工件、车轮以及大批量生产的零件等。
4.5.3滚压强化
1.原理在一定的压力作用下，用钢球、辊轮或辊轴滚压工件表面，使工件表面产生大量的位错和较大的残余压应力，从而提高材料的表面强度，特别是疲劳强度的方法。
表面滚压的强化原理与喷丸和抛丸相同。
2适用范围滚压强化适用于轴类零件和沟槽类零件，不能用于复杂零件。
滚压改性层深度可达5mm以上，球墨铸铁曲轴滚压疲劳强度可提高20~33%
滚压强化使零件产生变形，必须进行矫正处理。
第五章热扩渗
定义：
将工件放在特殊的介质（气体、液体或固体）中，使介质中的某一种或几种元素渗入工件表面，形成一定厚度的扩散层（或掺杂层），从而改变材料成分、组织和性能的方法。
热扩渗技术机理：
渗剂产生活性原子，并不断提供给基体金属表面。
活性原子吸附在基体金属表面，并被基体金属吸收，形成固溶体或金属间化合物。
活性原子不断向基体金属内部扩散，渗层厚度不断增加。
热扩渗目的：
提高强度、硬度和耐磨性。
渗氮表面硬度达950Hv~1200Hv，渗硼表面硬度达1400Hv~2000Hv。
提高疲劳强度。
渗碳、渗氮和渗铬使材料发生相变，表层体积膨胀，导致产生残余压应力。
提高淬透性。
低碳钢、低合金钢渗碳。
提高抗咬合、抗粘着能力和降低摩擦系数，如渗硫、氮化。
提高耐腐蚀性能，如渗铝、渗氮等
气体
渗碳气氛的形成方式：
滴注式气体渗碳：
向炉内滴入含碳有机液体，如煤油。
（设备简单，要求经验）
吸入式气体渗碳：
吸入富碳气氛进行渗碳。
（专用设备，大批量生产）
氮基气氛渗碳：
以纯氮为载体，加入碳氢化合物，一并注入炉内形成富碳气氛进行渗碳。
（专用设备）
气氛检测仪器（CO2、CH4、CO分析仪）
优点：
提高硬度和耐磨性的同时，心部能保持相当高的韧性，可承受冲击载荷，疲劳强度较高
缺点：
处理温度高，工件畸变大
应用
渗碳工艺广泛应用于飞机、汽车、机床等设备的重要零件中，如齿轮、轴和凸轮轴等。
渗碳是应用最广、发展得最全面的化学热处理工艺。
渗氮
优点：
氮化层硬度高达950~1200Hv，耐磨性、疲劳强度、红硬性、抗咬合性能和减摩性能优于渗碳层。
低温渗氮：
500~600℃渗氮，工件变形小。
缺点：
时间长，数十到上百小时。
渗层薄（500μm），脆性高
应用
渗氮可以用于结构钢、高铬钢、工具钢和铸铁。
产品有销、轴、缸套、活塞、齿轮和模具等等。
渗氮层很薄，一般为0.1~0.15mm，渗氮处理后最好不加工或少量精加工
在520~580℃，以渗氮为主，称氮碳共渗，渗层硬度比渗氮层略低，俗称软氮化。
氮碳共渗比渗氮时间大大缩短；渗层中不含ξ相，硬度略低，韧性好，裂纹敏感性小。
氮碳共渗是一种表面硬度高，摩擦磨损性能和疲劳性能好，尺寸变形小的热扩渗工艺。
在780~930℃，以渗碳为主，称碳氮共渗。
碳氮共渗比渗碳温度低，零件变形小，晶粒细，可以直接进行淬火，零件变形开裂倾向小。
氮不仅扩大了γ相区，而且提高奥氏体稳定性，提高了渗层的淬透性和淬硬性。
渗层存在较大的残余压应力。
更高的疲劳强度、耐磨性、耐蚀性和回火稳定性。
渗氮和氮碳共渗的应用
渗氮层很薄，一般为0.1~0.15mm，渗氮处理后最好不加工或少量精加工。
不仅要求疲劳强度、耐磨性、耐蚀性和回火稳定性高，而且要求精度高的产品，如销、轴、缸套、活塞、活塞销、模具等等。
固体
把工件埋入固体渗剂或用固体渗剂包裹工件，并加热达到一定温度，保持一定时间，使工件表面渗入一种或多种元素的方法。
固体渗剂包含：
供渗剂（+还原剂）+催渗剂（或催化剂）+填充剂。
供渗剂：
作用是提供渗入工件表面的活性原子，如供渗剂是稳定的化合物，还要加还原剂。
还原剂的作用是使供渗剂产生活性原子。
催渗剂（或催化剂）：
促进活性原子渗入工件和促进还原反应。
填充剂：
减轻或防止渗剂板结，降低生产成本。
渗剂原子活性越强，渗层就越厚
液体
将工件放入熔融液体中，使表面层渗入一种或几种元素的方法称为液体热扩渗。
盐浴法：
（1）盐浴为渗剂，盐浴产生的活性原子渗到工件表层。
（2）渗剂浮于盐浴表面，盐浴作为载体传输活性原子。
热浸法：
熔融金属液，热浸锌、热浸铝等
熔烧法：
渗剂制成浆料涂敷在工件表面，在真空或保护气氛下加热至渗剂熔点以上，渗剂元素扩散到基体金属表面。
热浸金属
将工件浸入熔融的金属液中，使工件表面形成金属防护层的方法。
热浸金属的三个过程：
（1）基体金属表面被溶解，形成合金层。
（2）合金层内的渗入原子向内扩散，形成固溶体或化合物。
（3）合金层外面包覆一层纯金属。
热浸铝和热浸锌是公认的经济实用的钢铁材料表面防护方法。
热浸锌在大气、海洋环境下使用的钢结构件已大量使用，如水管、高速公路护栏、铁搭、桥梁上大量使用。
热浸铝还在汽车零部件上使用。
渗铝是目前提高钢材耐硫化物腐蚀最有效的方法。
热浸铝原理：
铝液与铁接触，在界面上形成Fe/Al合金层，并形成FeAl3化合物。
铝原子向内部扩散，不断形成FeAl3化合物，FeAl3相厚度增加。
随着铝原子继续向内扩散，还形成Fe2Al5相。
取出工件时，表面形成一层纯铝。
用常规方法对工件表面脱脂除锈
用质量浓度为4%的K2ZrF6溶剂在50~80℃清洗工件：
1）进一步清除工件表面铁锈
2）活化工件表面，提高浸入能力和镀层的结合力。
工件干燥后，浸入铝液。
等离子体热扩渗
等离子体热扩渗是利用低真空中气体辉光放电产生的离子轰击工件表面，在工件表面产生热扩渗的工艺。
特点
离子轰击工件表面，使表面活性提高，容易吸收被渗离子和活性原子。
离子轰击能去除工件表面的氧化膜或钝化膜，使易氧化的金属（如不锈钢）也能进行热扩渗。
调节电参数、渗剂气体成分和压力来控制热扩渗层组织性能。
工艺过程易于控制。
离子渗氮
将工件放入离子渗氮炉,抽真空至1.33Pa.
通入少量含氮气体,如氨,使炉压升到规定值.
阴极（工件）和阳极加直流高压,使炉内气体放电.氮离子和氢离子在高压电场作用下冲击阴极,产生大量热量加热工件,同时氮离子和氢离子被工件吸附,渗入工件，形成渗层.
保持一定时间，渗层达到要求厚度后停电、停气，降温到200℃后出炉。
工艺
辉光电压：
保温阶段为500~700V
电流密度：
0.5~15mA/cm2。
电流密度大，升温快，但易出现打弧。
炉内真空度：
266~533Pa。
炉内压力太低，加热太慢；炉内压力太高，易出现打弧。
渗氮气氛：
液氮或氮氢混合气。
液氮使用简单，但渗层脆性大；体积比为1:
3的氮氢混合气可改善渗层性能。
调整氮氢混合气的氮势，可控制渗层相组成。
渗氮温度：
450~650℃。
不含铝的钢一般采用500~550℃的一段渗氮工艺，含铝钢采用520~530℃和560~580℃的二段渗氮工艺；不锈钢采用600~650℃的渗氮温度。
渗氮时间τ：
δ为0.2~0.6mm时，τ为6~30h。
一般钢种8h左右，不锈钢要长得多。
渗层深度计算公式：
δ=k（Dτ）1/2计算。
δ为渗层深度，k为常数，D为扩散系数，τ为渗氮时间。
离子渗氮的特点
效率高：
渗氮速度与普通气体渗氮的3~5倍。
（1）N离子轰击，使部分金属原子活化，使C、N、O等部分非金属元素还原出来。
（2）表面清洗作用
（3）高的N浓度：
轰击出来的N，Fe原子形成FeN，吸附在工件表面，提高了表面浓度。
（4）阴极溅射，部分原子脱离表面，位错密度增加，增加了N原子向内的扩散系数。
硬度：
离子渗氮层硬度与气体渗氮层相当。
厚度：
离子渗氮层厚度可达0.3~0.5mm，比气体渗氮层厚得多。
热效率高，节能；环保。
第六章热喷涂、喷焊、堆焊技术
原理：
采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧、激光等作热源，使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物以及它们的复合材料加热到熔融或半熔融状态，通过高速气流使其雾化，并喷射到经过预处理的工件表面，形成附着牢固的表面层的加工方法。
涂层质量影响因素
结合强度：
材料性质、熔化状态（热源温度、粒子飞行距离）、粒子飞行速度、基体表面粗糙度、涂层厚度等
空隙率：
材料性质、熔化状态、粒子飞行速度
内应力：
材料性质、涂层厚度、工件冷却条件、喷枪运动速度。
涂层结合机理
涂层的结合包括涂层与基体表面的结合和涂层内部的结合。
结合力：
涂层与基体表面的结合强度。
内聚力：
涂层内部的结合强度。
（1）机械结合
碰撞成扁平状，与凹凸不平的表面互相嵌合，形成机械钉扎而结合。
涂层与基体的结合以机械结合为主。
机械结合为主的结合决定了热喷涂的结合强度较低。
（2）冶金---化学结合
喷涂热量、撞击能量和放热反应，使表面局部产生高温，使涂层和基体表面局部出现扩散和焊合，形成冶金结合。
结合面上的金属间化合物或固溶体为冶金结合的产物。
重熔或喷焊时，喷焊层与基体的结合主要是冶金结合。
3）物理结合
颗粒对基体表面的紧密结合，形成范德华力或次价键形成的结合
涂层形成机理
材料溶化---加速—撞击基体—冷却凝固—形成涂层
2.主要热喷涂方法和特性
不同的方法，适用于不同的材料；不同的材料，选择不同的方法。
主要取决于材料的熔点和氧化特性。
电喷涂：
适用于金属材料或金属基复合材料。
气喷涂：
可以喷金属也可以喷陶瓷。
火焰喷涂喷金属，HVOF喷金属陶瓷，等离子喷涂喷氧化物陶瓷。
热喷涂特点：
（1）适用范围广
涂层可以是金属、非金属以及复合材料。
工件也可以是金属和非金属。
（2）工艺灵活
施工对象小到10mm内孔，大到铁塔、桥梁等大型结构。
既可在整体表面，也可在指定区域内涂敷。
既可在真空或控制气氛中喷涂活性材料，也可在野外现场作业。
（3）工件受热少
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℃，工件不会发生畸变，不改变工件的金相组织。
（4）生产效率高
大多数工艺方法的生产率可达到每小时喷涂数千克喷涂材料，有些工艺方法可高达50kg／h以上。
（5）缺点
热效率等，能耗高。
材料利用率低，浪费大。
涂层结合强度低。
3表面处理
为了提高涂层与基体的结合强度，在喷涂前，对基体表面进行脱脂、清洗和粗糙化等预处理。
碱洗法：
将工件放到氢氧化钠或碳酸钠等碱性溶液中，待基体表面的油脂溶解后，再用水冲洗干净。
溶液洗涤法：
采用挥发性溶液，如雨酮、汽油、三氯乙烯和过氯乙烷乙烯等，它们的主要作用是把基体表面的矿物油溶解掉，再加以清除。
蒸气清洗法：
采用三氯乙烯蒸气清洗，这种方法的清洗效果很好，但对人体有一定的危害。
对疏松表面（如铸铁件）的清洗：
先脱脂、清洗后，将工件表面加热到250℃左右，尽量将油脂渗透到表面，然后再加以清洗。
基体表面氧化膜的处理
机械方法去氧化膜，如切削加工方法和人工除锈法。
直接喷砂去除氧化膜。
也可以采用硫酸或盐酸进行酸洗。
表面粗化处理
提高结合强度的一个重要措施。
喷涂前4h～8h内必须对工件表面进行粗糙化处理。
常用的方法有：
（1）喷砂法：
是最常用的粗糙化方法。
砂粒有冷硬铁砂、氧化铝砂、碳化硅砂等多种，根据工件表面的硬度选择
（2）机械加工法
对轴、套类零件表面粗化，可采用挑扣、开槽、滚花等简便切削加工方法，限制涂层的收缩应力，增加涂层与基的接触面。
对强度要求不高的工件，在喷涂区域内车螺纹和滚压，形成粗糙表面，一般每厘米10条纹左右。
（3）化学腐蚀法
基体表面进行化学腐蚀，由于晶粒上各个晶面的腐蚀速度不同，可形成粗糙的表面。
（4）电弧法（又称电火花拉毛法）
将细镍（或铝）丝作为电极，在电弧作用下，电极与基体表面局部熔合，产生粗糙的表面。
这种方法适用于硬度比较高的基体表面，但不适用于比较薄的零件。
基体表面预热
涂层与基体表面的温度差使涂层产生拉应力，从而引起涂层开裂和剥落。
基体表面的预热可降低涂层残余应力。
但预热温度不宜过高，以免基体表面氧化，降低基体表面活性，从而降低涂层与基体的结合强度。
预热温度一般在200℃－300℃之间
非喷涂表面的保护
在喷砂和喷涂前，必须对非喷涂表面保护。
保护方法可根据非喷涂表面的形状，设计一些简易的保护罩。
保护罩可采用薄铜皮或铁皮、炭素物或石棉等。
4.喷涂后处理
封闭气孔
一般采用有机涂料进行涂覆处理，涂层需封孔时,根据使用状态选择封孔剂.石蜡，树脂。
自熔性合金镀层的熔化处理
将B,Si等元素加入到喷涂材料中，这些元素在喷涂过程中高温时发生氧化或与金属作用形成熔渣，涂覆在最表面；另一方面，发生的反应是放热反应，使基体表面一薄层熔化，涂层与基体达到冶金结合。
熔化处理采用的加热热源一般为火焰加热和高频感应加热等。
精加工
经过喷涂的表面一般厚度不均匀，表面粗糙度高，需要进行精加工，如车削或磨削等。
5.热喷涂方法
（1）火焰喷涂（Flamespray）
火焰喷涂包括丝材火焰喷涂和粉末火焰喷涂，一般不包括超音速火焰喷涂（HVOF）。
火焰喷涂的热源是氧-乙炔气体，也可以是丙烷、氢气或天然气。
喷涂材料熔化雾化并加速沉积到工件，形成涂层。
火焰喷涂设备简单，一枝喷枪。
喷枪主要由两部分组成：
产生火焰的氧、乙炔供给系统和供料（粉末或丝材）系统
线、棒材喷涂都是将材料从喷枪中心孔送出，由氧的火焰将其熔化，通过压缩空气将熔化的材料雾化成微粒，并将其喷射到基体表面沉积成为涂层。
特点：
操作简单，设备运转费用低，可手持操作。
材料：
线材主要有Zn,Al,Cu,Mo,Ti等及其化合物，铝包镍，镍包铝，金属包碳化物等复合线材;棒材主要为Al2O3、Al2O3+TiO2及TiO2陶瓷材料。
粉末火焰喷涂是将粉末加热到熔融或半熔融状态，同时将被加热粉粒以一定的速度喷射到工件上形成涂层。
特点：
涂层致密度和结合强度不如线材火焰喷涂，但是该设备最简单、轻便，投资少，成本低。
并可喷涂后进行重熔以得到更致密的涂层。
材料：
可制备塑料涂层
爆炸喷涂技术产生于上世纪50年代中期，将燃气爆炸技术引入热喷涂领域。
其主要特点是涂层与基体的结合强度高，涂层孔隙率小（小于0.5％），工件受热小，涂层在制作过程中受空气污染小。
高速火焰喷涂是20世纪80年代初期由美国开发的，由喷管出口处燃烧的高温射流迅速膨胀，产生了超音速火焰，焰流速度高，颗粒熔化充分。
该方法制备的涂层与基体结合强度高，涂层致密，孔隙率小于1％，并且涂层的残余应力小。
但是成本较高，限于应用于一些关键部位制作上。
特点：
所得涂层性能可与爆炸喷涂相媲美，但其工作效率，工作条件的可变范围更优越；成本较高。
材料：
最适宜喷涂碳化物基的粉末。
HVOF是上世纪80年代初,由美国ＳＫＳ公司Ｂｒｏｗｎｉｎｇ.Ｊ.Ａ研制成功。
HVOF系统使用气体燃料和氧气，产生3200℃的高温高压火焰
焰流速度高达1500m/s
粒子撞击速度（1005～1200ｍ/ｓ）
HVOF特别适用于喷涂WC-Co涂层。
（1）VOF的火焰温度低
（2）颗粒的飞行速度快,颗粒在空气暴露时间非常短。
因为WC颗粒在高温下很容易发生脱碳反应:
应用
美国在航空发动机压缩机叶片、轴承套等。
气轮机第一级静叶片上使用，取代昂贵的低压等离子喷涂层和电子束物理气相沉积。
修复退火炉辊,从80年代中期的30%上升到90年代后期的80%,带钢因结瘤等引起的次品率则由85%下降到零。
在冶金挤压辊轮、热浸镀锌槽中的沉没辊。
HVOF涂层结合强度高,可以喷2mm涂层.
Fusion公司现已关闭电镀Cr生产线而转向超音速火焰喷涂,因为这种涂层具有高结合强度和韧性,完全可以适应部件服役时的弯曲工况。
HVOF的火焰温度较低，适合于喷金属陶瓷，但不适合喷涂氧化物陶瓷。
优点：
设备简单，操作方便，可携带到现场施工。
沉积效率高，生产成本低。
既可以喷粉末，也可以喷丝材（熔点高的金属不能用丝材）。
缺点：
涂层含氧量高。
为了提高涂层与基体的结合力，先喷涂后重熔。
焰火温度低，不适用于喷陶瓷材料。
电弧喷涂技术
喷涂丝材通过两根彼此绝缘并加有18~40V的线形电极，当两根丝材靠近时产生电弧，并将丝材端部熔化。
同时通入压缩空气使熔化的金属液滴雾化，在压缩空气的作用下高速撞击工件表面并在表面沉积，形成涂层。
特点：
电弧喷涂设备比较轻便，易于现场操作，生产效率高，能源的利用率高。
涂层质量主要取决于熔滴雾化后的粒度。
超音速电弧喷涂主要是对喷涂枪进行改进，开发出高速电弧喷枪，提高熔化粒子的雾化程度和飞行速度，从而提高涂层与基体的结合强度及降低涂层的孔隙率。
电弧喷涂的特点
一般只能喷具有导电性能的金属丝材，用超音速电弧喷涂设备也可以喷金属基陶瓷复合材料。
生产效率高，成本低。
涂层比火焰喷涂致密，可达70%~90%的理论密度。
结合强度达10MPa~40MPa。
电弧喷涂的应用
主要喷涂铝锌涂层、不锈钢涂层、高铬钢涂层，近期研究铝基陶瓷复合材料。
主要金属零件的防腐和强化，特别适用于大型零件的防腐（闸门、桥梁、钢结构）和强化。
电弧喷涂长效防腐涂层
防腐寿命长：
耐蚀寿命达50年以上，是防腐油漆的4—5倍，热浸镀锌的2—3倍，玻璃钢涂层的2—3倍。
。
可修复性强：
涂层被碰坏、划伤，可以进行修复，保证了防腐体系的完整性和有效性；热浸涂层无法进行修补。
普遍适应性好：
可根据腐蚀环境选用相应的耐蚀材料，灵活性强；热浸锌只能制备单一的锌涂层。
等离子喷涂原理
利用等离子焰流，即非转移等离子弧作热源，将喷涂材料加热到熔融或高塑性状态，在高速等离子焰流引导下高速撞击工件表面，并沉积在经过粗糙处理的工件表面形成涂层。
等离子喷涂特点
优点：
火焰温度高，几乎可以喷任何固体材料，特别适用于喷氧化物陶瓷。
缺点：
喷低熔点材料不如其他方法
应用
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