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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这种结构涂层在实际应用中所占的比例也较大，也是**常用的热喷涂涂层结构之一。两种涂层可采用同一种热喷涂工艺方法来完成，如采用单一工艺方法，如普通火焰、喷涂或等离子喷涂来分别喷涂两种涂层，也可采用不同的热喷涂方法来完成，如可采用电弧喷涂粘结底层，再采用等离子喷涂表面工作层；或先采用超音速火焰喷涂粘结底层，再采用等离子喷涂表面工作层，该组合是目前飞机发动机用热障涂层的典型工艺。3．多层结构多层结构是指涂层层数达三层或三层以上的涂层结构，在实际应用中并不常用，只在特殊工况条件下才采用。有的多层结构通过采用多种成分涂层来满足一种性能要求，例如，为了开发出能够满足柴油发动机用的长寿命厚热障涂层，Robert等采用了热膨胀系数非常接近的三层结合底层来降低涂层热应力，其涂层结构如图所示，各层涂层的热膨胀行为如右图所示。由于基体材料4140、NiCrAlY、FeCrAlY、FeCoNiCrAl和ZrO2-Y2O3之间膨胀系数属于逐渐变化的，从而可以大幅度减小ZrO2-Y2O3涂层与基体之间的热膨胀不匹配性，从而达到减小热应力、延长使用寿命的目的。多层结构示意图有的多层结构则具有多种功能，例如，为了***提高汽轮机用热障涂层的使用寿命和工作可靠性。
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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。
金属表面处理金属防腐蚀纳米涂料***增强金属表面防腐、防锈、耐高温、绝缘、耐磨性能，是高分子金属表面处理工艺技术材料，用于不锈钢、铝合金、钛合金、碳钢、铜合金等基材。用于恶劣环境中的黑色金属、有色金属材料产品和五金制品表面的防锈、防腐与不锈钢、电镀制品及金属工艺品上光耐磨保护。五金、金属防腐耐高温绝缘耐磨表面处理纳米涂层一、金属表面处理及金属防腐耐高温绝缘涂层涂料的特性：五金、金属防锈耐磨纳米涂层，是利用新一代高分子材料长效纳米涂层技术，并采用了***纳米复杂化工艺。该金属表面处理涂层起到金属防腐蚀、绝缘、耐高温、防锈上光和抗污加硬保护的作用。该纳米涂料生产和施工工艺简单，无气味，是适用性广、无环境污染的环保涂料。该金属表面处理纳米涂层固化后拥有良好的高硬度金属质感，同时拥有耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、耐盐雾、耐紫外线防锈的特性，尤其适应于恶劣环境下使用的黑色金属、有色金属材料产品和五金制品表面防锈、防腐保护与不锈钢、电镀制品及金属工艺品防腐蚀绝缘保护，有效避免大气、酸碱、盐雾、紫外线和风沙侵蚀。保障产品质量，延长产品使用寿命。●超薄涂层10μm左右，喷涂300m2/KG。自干或中温加热固化。
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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为选择涂层种类和材料提供依据。根据失效分析理论，失效模式分析是失效分析的**内容，是导致零部件失效的物理和（或）化学变化过程，在该过程中，零部件的尺寸、形状、状态或性能发生了变化，并由此引起整个机械产品的失效，例如，磨损失效、疲劳失效、腐蚀失效等。而决定零部件失效模式的主要因素包括零部件材料的性质和状态等内在因素和零部件工况条件等外在因素，其中，引起零部件失效的外在因素，即应力、环境和时间，是失效的诱发因素，通过零部件工况条件的深入分析可以了解清楚这些因素。1．应力因素力是零部件工作的条件。应力的种类、大小与状态的不同组合是引起不同失效模式的重要的或决定性因素。应力种类包括持久、交变、冲击、接触、磨擦、冲刷等；应力状态包括单纯的拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲等应力和复合作用的拉弯、压弯、弯扭、拉扭、拉剪、弯剪、扭剪等应力。应力因素可以单独、也可以与其它因素耦合在一起来诱发零部件的失效。2．环境因素环境因素主要包括温度和介质两大因素。工作温度一般可分为低温、常温、中温、高温和超高温五类；工作介质包括气相（真空、特殊气体、乡村大气、城市大气、工业大气等）、液相。
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