姜一帆

摘 要：本文重點對金屬材料表面存在的抗空蝕涂層進(jìn)行了深入的研究，并且針對金屬材料的空蝕原理進(jìn)行了概述，對其產(chǎn)生的影響進(jìn)行了詳細(xì)的分析，最后提出了對金屬材料表面抗空蝕圖層的設(shè)計，希望能夠給予同行業(yè)工作人員相應(yīng)的參考價值。

關(guān)鍵詞：金屬;材料表面;抗空蝕涂層;研究

前言：隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的不斷進(jìn)步，每個行業(yè)都在加速生產(chǎn)，特別是航空航天業(yè)、制造業(yè)和工業(yè)，在逐漸發(fā)展的過程中，需要更高要求標(biāo)準(zhǔn)的金屬材料。傳統(tǒng)金屬材料在韌性、重量、穩(wěn)定性和強(qiáng)度等方面都不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求。為了能夠讓每一種金屬材料都能夠進(jìn)行互補，通常都會將兩個或者是兩個以上的金屬材料進(jìn)行結(jié)合，最后生產(chǎn)出一種復(fù)合材料，復(fù)合材料主要能夠防止材料的表面發(fā)生空蝕的情況，使用效果非常顯著。

有些大型的機(jī)械的金屬構(gòu)件的關(guān)鍵部位經(jīng)常會受到空蝕的影響，這樣長時間會影響到機(jī)械的正常使用，在構(gòu)件有空蝕的現(xiàn)象時，維修起來非常的麻煩，由此，需要對大型的機(jī)械開展抗空蝕的處理非常關(guān)鍵。

1金屬材料空蝕的綜述

金屬材料空蝕是指在多相流高速的情況之下，在液體當(dāng)中的局部壓力的變化形成的空氣炮及潰滅，在液體高速流動的情況下，其中含有氣泡，使得其受到腐蝕和磨損現(xiàn)象，因為材料受到高壓和告訴這種微射流的沖擊之下，導(dǎo)致金屬的表面產(chǎn)生破損的情況，在這當(dāng)中最容易發(fā)生的空蝕現(xiàn)象時空泡腐蝕。在金屬液體當(dāng)中形成的空氣泡是由于液體的溫度或者是因為湍流的變化情況而引起的，如果這個因素有了變化，那么金屬液體的壓力也會發(fā)生變化，這就會導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生，氣泡當(dāng)中存在著水汽，而水汽在短時間之內(nèi)就會消失，一旦氣泡破滅時會產(chǎn)生很大的壓力，而這種壓力會形成很大的沖擊波，就要就會使得技術(shù)的表面受到破壞，使得金屬得塑性破損，而在金屬表面形成的是破口，發(fā)生腐蝕之后還是會繼續(xù)的循環(huán)這種情況，最后就會導(dǎo)致金屬的表層出現(xiàn)密密麻麻的深孔，顯得外表十分粗糙。金屬的空蝕一般會發(fā)生在泵葉輪一類的設(shè)備上，空蝕情況的發(fā)生，會對設(shè)備的壽命和質(zhì)量造成一定的影響。

根據(jù)目前的情況開看，金屬的表面之所以形成空蝕是因為幾種情況，根據(jù)不同類型，可分為腐蝕作用、機(jī)械作用、熱作用及其組合作用。金屬材料可分為多個部分，由于外界因素的影響而發(fā)生變化。在進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)過程中，要避免金屬材料因為空蝕而設(shè)備被毀。在滿足實際運行結(jié)構(gòu)條件的前提下，對設(shè)備材料在進(jìn)行選擇時，要選擇康空腹的復(fù)合材料展開生產(chǎn)與設(shè)計。

2設(shè)計金屬材料表面的抗空蝕涂層

進(jìn)行設(shè)計金屬材料的抗空蝕時，通常情況下都選擇在金屬材料的表面涂上一層抗空蝕的涂漆，這樣可以防止金屬材料受到空蝕的情況。

在對金屬材料表面上需要涂上一層防止空蝕的涂層，細(xì)節(jié)主要如下：

2.1復(fù)合型金屬材料的開發(fā)

應(yīng)該加強(qiáng)科學(xué)研究，采取最先進(jìn)的研究成果來進(jìn)行新型復(fù)合材料的開發(fā)。在目前看來，已經(jīng)將金屬材料的抗空蝕的性能進(jìn)行了開發(fā)，因為在進(jìn)行金屬抗空蝕材料的開發(fā)需要很多的成本，所以這種抗空蝕的金屬侯健一般都用在大型機(jī)械的重要的不唯上。

2.2金屬材料的表面

為了噴涂現(xiàn)代技術(shù)的表面，有必要選擇一種特殊的涂層材料，采用最先進(jìn)的涂層技術(shù)，使金屬材料具有更多的保護(hù)層，避免關(guān)鍵部件的空蝕現(xiàn)象。

2.2.1表面滲氮技術(shù)

目前，更具滲透性的金屬抗汽蝕處理技術(shù)是金屬表面滲氮處理技術(shù)。其主要原理是采用滲氮處理技術(shù)。將氮化物深入到金屬的表面上，在金屬的表面上覆蓋一層氮化物之后，金屬材料在進(jìn)行外部接觸式，由于這層氮化物可以將它們與環(huán)境隔離開來。目前，金屬滲氮處理技術(shù)的研究進(jìn)行過程還是比較順利的，并且其相關(guān)技術(shù)已十分成熟。

2.2.2激光表面改性技術(shù)

這種技術(shù)是一種常用的抗空蝕技術(shù)。其基本原理是利用激光產(chǎn)生的熱量，通過加熱熔化金屬材料和某些金屬板上的合金粉末層，使得溶化后覆蓋到金屬材料的表面，覆蓋到金屬材料之后可以形成一層合金層，這樣合金曾就能夠更好的將金屬材料保護(hù)起來，防止金屬材料受到空蝕。

激光在對金屬材料進(jìn)行改性技術(shù)后，可以使得金屬外面那一層金屬顆粒發(fā)生一定的改變，這就會使得金屬的外表形成一層具有絕緣功能的保護(hù)層，外部環(huán)境不能引起金屬材料本身的空蝕。

2.2.3熱噴涂技術(shù)

這種技術(shù)的優(yōu)勢在于其對集體熱沒有太大的影響、變形情況少以及生產(chǎn)效率較高等，熱噴漆技術(shù)一般是將涂層的材料運用熱源進(jìn)行加熱，加熱到一定的狀態(tài)下之后運用高速的氣體把它霧化，并且將其霧化后的粒子怕我能射到基體的表層，最后轉(zhuǎn)化成具有一定功能的涂層沉積技術(shù)。當(dāng)前有很多的金屬合金都在應(yīng)用于熱噴涂技術(shù)，例如銅基合金、鎳基合金、鐵基自熔性合金、鈷基合金及NiTi合金等都在進(jìn)行熱噴涂材料的應(yīng)用。另外在進(jìn)行技術(shù)的改進(jìn)時還需要將這種熱噴涂技術(shù)變得更加均勻，并且更加的低孔隔率，讓其中的涂層和基體能夠形成完美的結(jié)合，使工作效率得到提升。

結(jié)束語：

總而言之，采用表面工程技術(shù)對過流金屬部件材料的表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，使其抗空蝕能力進(jìn)行有效的提升?？瘴g是一個非常復(fù)雜的過程，并且會受多種因素的影響而發(fā)生改變。材料表面對空蝕動力學(xué)起到關(guān)鍵性控制，其表面的質(zhì)量直接會影響到空蝕控制的效果。材料表面具備良好的耐腐蝕性和力學(xué)性能，能使空蝕損傷的潛伏期有效延長，抑制腐蝕介質(zhì)引起的空蝕損傷。未來研究中涂層空蝕機(jī)理是關(guān)鍵性內(nèi)容。必須對涂層空蝕破壞的原因深入了解，方可提供給開發(fā)和研究抗空涂層重要的理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張志萍，周勇，張健.抗空蝕金屬材料的研究進(jìn)展[J].熱處理技術(shù)與裝備，2011，32（06）：1-3.

[2]江強(qiáng)，周細(xì)應(yīng).表面涂層抗空蝕性能的研究進(jìn)展[J].材料保護(hù)，2012，45（01）：45-47+79.

[3]王再友，龍霓東，朱金華.抗空蝕材料研究應(yīng)用進(jìn)展[J].材料開發(fā)與應(yīng)用，2001（06）：34-38.

[4]李偉，梁川.水利水電工程抗空蝕材料研究新進(jìn)展[J].四川水力發(fā)電，2000（02）：78-81+94.

[5]鄒磊，耿清華，李偉.液態(tài)金屬材料在水輪機(jī)過流部件修補中的應(yīng)用[J].人民長江，2014，45（19）：95-97.