F4噴涂噴嘴和電極技術(shù)是以直流電驅(qū)動的等離子弧作為熱源,將陶瓷、合金、金屬等材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài),并高速噴向經(jīng)過預(yù)處理的基體表面,從而形成附著牢固涂層的方法。在噴槍電極(陰極)和噴嘴(陽極)之間施加一個高電壓并經(jīng)過高頻振蕩器的激發(fā),使氣體電離形成電弧。
通過特殊孔型的噴嘴時,電弧受到機(jī)械壓縮,電弧截面積減小,同時受外部不斷送來的冷氣流和導(dǎo)熱性很好的冷噴嘴孔道壁的冷卻作用,電弧柱外圍氣體受到強(qiáng)烈冷卻,溫度降低,導(dǎo)電截面縮小,產(chǎn)生熱收縮效應(yīng),電弧進(jìn)一步被壓縮,造成電弧電流只能從弧柱中心通過,電弧電流密度急劇增加,形成高壓縮、高速等離子射流。噴涂粉末被送粉氣載入等離子焰流(兩種方式:槍外送粉和槍內(nèi)送粉),使粉末很快呈熔化或半熔化狀態(tài),并高速噴射在工件表面形成致密的片狀涂層。
三陽極等離子噴涂是在低壓等離子噴涂基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型噴涂技術(shù),是在惰性氣氛保護(hù)下,在100~1000 Pa的異常低壓下運行的,可用于制造陶瓷和金屬涂層。與大氣壓等離子體噴涂(APS)甚至低壓等離子體噴涂(LPPS)相比,等離子體流的結(jié)構(gòu)和沉積機(jī)理有所不同,超低壓等離子噴涂涂層是由蒸氣凝結(jié)而成,而不是由沖擊后的扁平顆粒堆積,熔融顆粒的擴(kuò)散和固化所致。與低壓等離子噴涂相比,該技術(shù)工藝參數(shù)調(diào)節(jié)范圍大,可實現(xiàn)固相、液相、氣相的沉積,沉積速率低于0.5m,能獲得理想層狀、柱狀或?qū)又鶑?fù)合結(jié)構(gòu)涂層。