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冷喷涂Ni及镍基复合涂层研究进展
摘要：随着工业技术的发展，使用寿命短的零件逐渐成为了制约工业发展的瓶颈，因此如何提升零件的使用寿命成为了一个关键的问题。其中，冷喷涂Ni及镍基复合涂层是一个有效提升零件使用寿命的方法。本文针对该技术在研究方面的进展进行详细分析，并对未来的发展进行展望。
关键词：冷喷涂；Ni涂层；镍基复合涂层
一、引言
近年来，随着人们对工业制造工艺的要求不断提高，传统制造技术无法满足新的需求。在工业领域，原材料、零组件的使用寿命对整个工业的发展意义重大。然而，由于受到环境的影响等多方面因素，很多零部件的使用寿命存在较大的局限性。因此，通过表面涂覆的手段来延长零部件的使用寿命，成为了制约工业发展的瓶颈点之一。
冷喷涂技术，是指将高速喷射的金属粉末，喷射到工件表面，从而形成一层金属涂层的技术。针对不同的材料，采用不同的喷射器，可以获得不同的涂层效果。其中，Ni及镍基复合涂层受到了广泛的关注。
二、Ni涂层
Ni涂层是由纯Ni材料形成的一层薄膜，具有较高的耐腐蚀性、耐磨性、防氧化性等优良特性。这种涂层的形成，一般采用电沉积、电解沉积、等离子喷涂等技术。但是，这些技术在操作上存在较大的难度和成本，无法满足工业发展的要求。冷喷涂技术，成为了Ni涂层的一种新的制备方法。
1、制备方法
冷喷涂Ni涂层，是通过高速喷射的Ni粉末，将其撞击到工件表面，从而形成一层Ni涂层。具体来说，将粉末喷射到工件表面后，粉末在冲击力的作用下，形成了一定的剪切应力，这种应力可以改变其晶体结构，从而形成了纳米晶体结构的Ni涂层。
2、特点和应用
冷喷涂Ni涂层的优点：
（1）沉积速度快，一般为7000m/min以上，比传统涂层技术快10倍以上；
（2）喷涂后，不需要焙烧就可以直接使用，减少了生产周期和成本；
（3）涂层成分均匀，与基体黏附力强；
（4）耐腐蚀性、耐磨性、防氧化性等性能优良；
（5）适用于大尺寸工件表面的喷涂。
冷喷涂Ni涂层的应用：
（1）大型机械设备的表面涂层，如轴承、轴颈、齿轮等零部件的涂层；
（2）食品包装设备的表面涂层，如罐体，叉子等零部件的涂层；
（3）高温环境下的表面涂层，如气缸套、汽引擎零部件等的涂层。
三、镍基复合涂层
镍基复合涂层是一种通过将硬质颗粒与Ni粉末一起喷射到基体表面并高速冲击、变形而形成的一种涂层。该涂层具有良好的耐磨性、硬度高、耐腐蚀性等特性，并且还可以根据不同的材料要求进行组合制备。
1、制备方法
镍基复合涂层的制备方法主要有两种：普通冷喷涂法和高速冷喷涂法。其中，高速冷喷涂法是一种新的技术，受到了广泛的关注。具体来说，其工作原理是先将Ni粉末和硬质颗粒混合在一起，然后使用高速喷射器将其喷射到工件表面，而后形成了一定厚度的复合涂层。
2、特点和应用
镍基复合涂层的优点：
（1）涂层硬度高，耐磨性强；
（2）涂层的耐腐蚀性能优良，能够在潮湿、腐蚀环境中使用；
（3）涂层成分可以根据具体需要进行组合，以获得最佳的涂层效果；
（4）涂层的制备方法简便、成本低。
镍基复合涂层的应用：
（1）航空、航天、造船等领域的表面涂层，如涡轮叶片、轴承等零部件的涂层；
（2）石油化工、冶金、化工等工业领域的表面涂层，如阀门、管道、泵体等零部件的涂层；
（3）机械制造、汽车、电子等行业的表面涂层，如机械零部件、汽车零部件、电子零部件等的涂层。
四、未来展望
冷喷涂Ni及镍基复合涂层技术，是一种发展较为迅速的新技术，可以有效提升零部件的使用寿命。但是，该技术在涂层质量、涂层成本以及涂层材料等方面仍需要进一步的研究和发展。因此，未来有必要在以下几个方面进行深入研究：
（1）研究减少Ni及镍基复合涂层当中的富余相的方法，以提高涂层的质量和成分均匀度；
（2）研究冷喷涂工艺和设备的先进性，提高涂层质量和涂层数量的提高；
（3）研究Ni及镍基复合涂层的性能与成本的平衡问题，替代现有的等离子喷涂和电弧离子镀等高成本技术。
总之，冷喷涂Ni及镍基复合涂层技术具有广阔的应用前景，在未来的研究中，有必要不断地突破技术难题，推动该技术的发展。