对金属材料表面抗空蚀涂层的研究

姜一帆

摘 要：本文重点对金属材料表面存在的抗空蚀涂层进行了深入的研究，并且针对金属材料的空蚀原理进行了概述，对其产生的影响进行了详细的分析，最后提出了对金属材料表面抗空蚀图层的设计，希望能够给予同行业工作人员相应的参考价值。

关键词：金属;材料表面;抗空蚀涂层;研究

前言：随着现代工业发展的不断进步，每个行业都在加速生产，特别是航空航天业、制造业和工业，在逐渐发展的过程中，需要更高要求标准的金属材料。传统金属材料在韧性、重量、稳定性和强度等方面都不能满足现代工业的要求。为了能够让每一种金属材料都能够进行互补，通常都会将两个或者是两个以上的金属材料进行结合，最后生产出一种复合材料，复合材料主要能够防止材料的表面发生空蚀的情况，使用效果非常显著。

有些大型的机械的金属构件的关键部位经常会受到空蚀的影响，这样长时间会影响到机械的正常使用，在构件有空蚀的现象时，维修起来非常的麻烦，由此，需要对大型的机械开展抗空蚀的处理非常关键。

1金属材料空蚀的综述

金属材料空蚀是指在多相流高速的情况之下，在液体当中的局部压力的变化形成的空气炮及溃灭，在液体高速流动的情况下，其中含有气泡，使得其受到腐蚀和磨损现象，因为材料受到高压和告诉这种微射流的冲击之下，导致金属的表面产生破损的情况，在这当中最容易发生的空蚀现象时空泡腐蚀。在金属液体当中形成的空气泡是由于液体的温度或者是因为湍流的变化情况而引起的，如果这个因素有了变化，那么金属液体的压力也会发生变化，这就会导致气泡的产生，气泡当中存在着水汽，而水汽在短时间之内就会消失，一旦气泡破灭时会产生很大的压力，而这种压力会形成很大的冲击波，就要就会使得技术的表面受到破坏，使得金属得塑性破损，而在金属表面形成的是破口，发生腐蚀之后还是会继续的循环这种情况，最后就会导致金属的表层出现密密麻麻的深孔，显得外表十分粗糙。金属的空蚀一般会发生在泵叶轮一类的设备上，空蚀情况的发生，会对设备的寿命和质量造成一定的影响。

根据目前的情况开看，金属的表面之所以形成空蚀是因为几种情况，根据不同类型，可分为腐蚀作用、机械作用、热作用及其组合作用。金属材料可分为多个部分，由于外界因素的影响而发生变化。在进行相关设备的生产过程中，要避免金属材料因为空蚀而设备被毁。在满足实际运行结构条件的前提下，对设备材料在进行选择时，要选择康空腹的复合材料展开生产与设计。

2设计金属材料表面的抗空蚀涂层

进行设计金属材料的抗空蚀时，通常情况下都选择在金属材料的表面涂上一层抗空蚀的涂漆，这样可以防止金属材料受到空蚀的情况。

在对金属材料表面上需要涂上一层防止空蚀的涂层，细节主要如下：

2.1复合型金属材料的开发

应该加强科学研究，采取最先进的研究成果来进行新型复合材料的开发。在目前看来，已经将金属材料的抗空蚀的性能进行了开发，因为在进行金属抗空蚀材料的开发需要很多的成本，所以这种抗空蚀的金属侯健一般都用在大型机械的重要的不唯上。

2.2金属材料的表面

为了喷涂现代技术的表面，有必要选择一种特殊的涂层材料，采用最先进的涂层技术，使金属材料具有更多的保护层，避免关键部件的空蚀现象。

2.2.1表面渗氮技术

目前，更具渗透性的金属抗汽蚀处理技术是金属表面渗氮处理技术。其主要原理是采用渗氮处理技术。将氮化物深入到金属的表面上，在金属的表面上覆盖一層氮化物之后，金属材料在进行外部接触式，由于这层氮化物可以将它们与环境隔离开来。目前，金属渗氮处理技术的研究进行过程还是比较顺利的，并且其相关技术已十分成熟。

2.2.2激光表面改性技术

这种技术是一种常用的抗空蚀技术。其基本原理是利用激光产生的热量，通过加热熔化金属材料和某些金属板上的合金粉末层，使得溶化后覆盖到金属材料的表面，覆盖到金属材料之后可以形成一层合金层，这样合金曾就能够更好的将金属材料保护起来，防止金属材料受到空蚀。

激光在对金属材料进行改性技术后，可以使得金属外面那一层金属颗粒发生一定的改变，这就会使得金属的外表形成一层具有绝缘功能的保护层，外部环境不能引起金属材料本身的空蚀。

2.2.3热喷涂技术

这种技术的优势在于其对集体热没有太大的影响、变形情况少以及生产效率较高等，热喷漆技术一般是将涂层的材料运用热源进行加热，加热到一定的状态下之后运用高速的气体把它雾化，并且将其雾化后的粒子怕我能射到基体的表层，最后转化成具有一定功能的涂层沉积技术。当前有很多的金属合金都在应用于热喷涂技术，例如铜基合金、镍基合金、铁基自熔性合金、钴基合金及NiTi合金等都在进行热喷涂材料的应用。另外在进行技术的改进时还需要将这种热喷涂技术变得更加均匀，并且更加的低孔隔率，让其中的涂层和基体能够形成完美的结合，使工作效率得到提升。

结束语：

总而言之，采用表面工程技术对过流金属部件材料的表面进行强化处理，使其抗空蚀能力进行有效的提升。空蚀是一个非常复杂的过程，并且会受多种因素的影响而发生改变。材料表面对空蚀动力学起到关键性控制，其表面的质量直接会影响到空蚀控制的效果。材料表面具备良好的耐腐蚀性和力学性能，能使空蚀损伤的潜伏期有效延长，抑制腐蚀介质引起的空蚀损伤。未来研究中涂层空蚀机理是关键性内容。必须对涂层空蚀破坏的原因深入了解，方可提供给开发和研究抗空涂层重要的理论基础。

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