来达到可靠的加工目的已经不再是经济、有效的解决方案。从市场反响来看，模具涂层在中国的使用状况并不理想，是何种因素制约了这一先进工艺在中国的发展？涂层在模具产业发展中扮演着什么样的角色？对于现状，作为涂层行业**企业的欧瑞康巴尔查斯集团如何评价，又拥有怎样的解决方案？模具涂层中国区模具经理沈雷***解读。双重制约造成产业被动从世界范围来看，模具表面处理虽然是伴随着产业发展的一门新型工艺，但在欧洲等工业发达国家已经得到***的应用，*涂层技术的使用率就高达30％，在亚洲，日、韩等国家模具行业也超过10％，反观中国模具制造市场，对于包括涂层、渗氮、TD等所有表面处理工艺的使用不足10％，其中涂层技术甚至不足5％，用任重道远来形容恰如其分。对于这种现状，沈雷先生认为是两方面的因素制约了在中国的发展：***，对于模具涂层的工艺认识不够，对其产生的效果没有充分的了解；第二，采购成本与实际生产的矛盾无法调和，在中国市场中有一种情况经常遇到，生产部门对于模具使用涂层工艺后的对于提高生产效率，降低生产成本的效果给予了充分肯定，但是在实际的采购中，采购部门更看重采购成本的缩减，也正是基于双重的制约。
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因此倍受世界各国材料界的重视。德国与美国继日本之后也开始大规模的研制，我国也将此研究列入了“863”计划，短短十几年中，迅速发展取得了令人瞩目的成就。航天、航空、飞机、卫星、运载火箭等需要耐超高温的热屏障材料，核反应堆、发动机用耐热材料、热遮蔽材料，使用FGM热障涂层后可大幅度提高热效率。国内已经对功能梯度热障涂层的抗热震性能进行了研究，王富耻等人对等离子喷涂方法制备的ZrO2-NiCrAl系梯度热障涂层在瞬态热负荷下的破坏机理进行了研究，指出：陶瓷面层除了冷却过程中的径向拉力超过陶瓷材料的强度导致涂层破坏的模式以外，在加热的过程中陶瓷层间界面出现大的轴向拉伸应力，**终可以导致涂层剥落。朱景川等人对ZrO2-Ni系梯度热障涂层的热冲击与热疲劳行为进行了研究，结果表明：ZrO2-Ni系梯度热障涂层的抗热冲击参数呈梯度分布，热冲击破坏符合热疲劳损伤机理，裂纹的准静态扩展为其控制因素；热疲劳裂纹在梯度层内以微孔聚集、连接方式萌生和扩展，而在梯度层间无横向贯穿裂纹，克服了传统涂层的热应力剥落问题。黄维刚对ZrO2-NiCoCrAlY系梯度热障涂层进行了研究，认为去应力退火可以进一步提高涂层的抗热冲击性能。
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涂层的老化速度比干燥的环境要快，由于金属涂层的分子链经历光降解，因此产生许多亲水基团。大多数金属涂层老化试验显示，水溶解经常在光降解后发生。光降解和水降解过程相互促进，不是分离的。三、金属涂层检测失效原因-涂层发泡、起鼓问题涂层起泡、起鼓是金属涂层检测失效原因最常见的病害现象之一，它是由于涂层附着力检测指标没有达到要求，从而导致涂层表面升起圆鼓形状的突起。金属涂层起泡通常是由于涂层防腐能力不足的**直观的外在表征，这是由于不论是漆膜吸水膨胀、析氢、电渗透、相分离、渗透压，还是由于腐蚀因子因水、氧和离子渗透到金属母材与涂层界面处产生电解液，都会导致腐蚀钢铁形成的腐蚀产物（Ｆｅ：Ｏ，、Ｆｅ，０４等）产生体积膨胀，从而使涂层内部产生内应力，而当这些内应力超过涂层与金属母材的附着力时，涂层就会产生起泡现象，而这会使涂层脱离母材金属表面，从而丧失其对金属母材的防腐蚀保护作用。起泡的涂层随后破裂、脱落，进而形成腐蚀坑，从而使金属基材缺乏涂层的有效保护，以致金属直接暴露于大气环境下，进而导致金属的锈蚀。金属涂层的附着力检测指标，通常来自氢键的次价力和分子力，均可达到４０ＭＰａ以上。
在压铸行业，因为在每个压铸循环初期，模具型腔要承受炽热熔融合金的急热作用，工作表面会产生压缩热应力；压铸结束后要在模具内喷润滑剂，进行急冷，因而又在其表面产生拉应力。在这样的交变热应力作用下，模具表面会产生热疲劳微裂纹，随着压铸循环次数的增加，微裂纹急剧扩展，有的向心部扩展，形成龟裂纹。如果在裂纹周围同时伴随有熔融合金对模具型腔的冲刷及腐蚀，模具表面还会进一步损坏，**终造成模具的早期开裂甚至报废。压铸过程中的粘模、冲蚀、腐蚀而造成的产品废品率高，生产效率低下，甚至造成模具的损坏等问题一直是困扰各压铸企业的重大难问题。
因零件形状、大小、材质、使用环境及服役条件等存在千差万别，要获得比较好的涂层使用性能，必须将热喷涂技术所涉及到的各个环节综合在一起进行优化处理，特别是要注意将喷涂材料与各种热喷涂工艺的特点结合起来，内容涉及所选择的喷涂材料、涂层厚度、相应的喷涂设备和工艺参数等，涂层结构设计是否合理一般要通过生产检验或现场试验才能确定。在热喷涂应用技术中，所涉及的涂层结构大体可分为以下四种。1．单层结构单层结构涂层是指只需要在经过预处理的零件表面喷涂单一成分涂层，即可满足使用性能要求的涂层结构模式。在实际应用中所占比例较大，是**常用的热喷涂涂层结构之一，可为基体提供防腐、耐磨、抗高温氧化、导电、尺寸修复、延长使用寿命等功能。所有的热喷涂工艺，包括普通火焰喷涂、喷焊、电弧喷涂、HVOF、喷涂、等离子喷涂等均可获得具有特定性能的单层结构涂层。2．双层结构双层结构涂层是指采用两种喷涂材料在经过预处理的零件表面分两次喷涂形成的涂层结构，每层具有不同的功能，通常与基体相邻的涂层称为粘结底层，其主要作用是提高基体与涂层之间的结合强度；外层或表面层称为工作层或面层，其主要作用是满足零件所要求的性能。
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但该工艺也存在运行成倍较高、对基体输入热量较大、不能喷涂氧化物陶瓷（注：个别系统能够喷涂Al2O3、Al2O3-TiO2等低熔点陶瓷，如HV2000超音速火焰喷涂）等缺点。因此，在选择热喷涂工艺时，应针对具体需求进行具体分析，下文分别从涂层性能、喷涂材料类型、涂层经济性及现场施工等四个方面进行了分析。1.以涂层性能为出发点进行选择时，一般考虑如下几点：（1）涂层性能要求不高，使用环境无特殊要求，且喷涂材料熔点低于2500℃，可选择设备简单、成本较低的氧乙炔火焰喷涂工艺。如一般工件尺寸修复和常规表面防护等。（2）涂层性能要求较高、工况条件较恶劣的贵重或关键零部件，可选用等离子喷涂工艺。相对于氧乙炔火焰喷涂来讲，等离子喷涂的焰流温度高，熔化充分，具有非氧化性，涂层结合强度高，孔隙率低。（3）涂层要求具有高结合强度、极低孔隙率时，对金属或金属陶瓷涂层，可选用高速火焰（HVOF）喷涂工艺；对氧化物陶瓷涂层，可选用高速等离子喷涂工艺（如PlazJet等离子喷涂）。如果喷涂易氧化的金属或金属陶瓷，则必须选用可控气氛或低压等离子喷涂工艺，如Ti、B4C等涂层。2．以喷涂材料类型为出发点进行选择时，基本原则如下：（1）喷涂金属或合金材料。
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