中国战略性新兴产业研究与发展:焊接材料与装备
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5.6 喷涂喷焊合金百花齐放

喷涂、喷焊材料广泛应用于航空航天、机械、电力电子、交通、石油化工、轻工、纺织等众多领域。喷涂、喷焊的最大潜能取决于喷涂材料的自身性能及其组织特征,因此具有不同成分与结构的喷涂材料是满足不同应用要求涂层的物质基础。影响涂层性能的粉末参数主要有粉末成分、取决于制备方法的结构与形貌和粉末粒度等。

基于迄今的开发与应用,适合于特殊环境的新型热喷涂材料不断出现,已经形成了几类重要热喷涂材料:金属线材、Ni基和Co基合金粉末、MCrAlY粉末、硬质金属粉末、金属陶瓷硬质合金粉末、陶瓷粉末、复合粉末、自熔合金粉末等。国外厂商基本可以提供常规的喷涂材料,国内粉末生产厂家由于生产工艺水平不断提高,粉末粒度管理水平上升,其生产的大部分常用金属粉末与WC基硬质合金粉末的质量明显提高,基本可以替代进口粉末。由于涂层服役环境的复杂性,需要针对具体使用条件,通过对基础材料体系合金进行材料设计而开发一些特殊粉末,如耐更高温度的热障涂层材料和含氧量较低的小尺度金属合金粉末等,特别是面向功能涂层制备的高纯陶瓷粉末,尚需要开发相应的制造技术。

2017年,全球热喷涂涂料市场规模达到92.2亿美元,我国热喷涂涂料市场规模约为9.7亿美元。无论是北美、欧洲及中东,还是南亚与环太平洋地区,热喷涂产值在GDP中的占比都达到了0.13%~0.15%。发达国家热喷涂产值在GDP中的占比基本相当,技术水平较高的日本达到了0.185%,但在我国仅为0.087%。这意味着我国热喷涂市场潜力仅开发到约一半的程度,因此,待开发的市场潜力巨大。这主要是因为我国航空发动机与地面重型燃机制造技术尚处于开发状态。“十三五”期间我国热喷涂市场以每年20%~30%的速度发展,2020年达到约15亿美元的规模。考虑到高性能燃气轮机相关产业的发展对热喷涂市场的贡献,合理估计我国仅传统热喷涂市场未来的发展空间就有望达到目前的2~4倍。未来,热喷涂技术在我国将成为重要的再制造技术之一,再制造技术产业链与相关法律法规的健全与发展将为热喷涂技术开拓更大的市场,而这些市场潜力的发挥取决于关键热喷涂材料与关键工艺技术的确立。