是一种材料表面强化和表面改性的技术，是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或者版熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固表面层的方法，可以使基体表面具有防腐、耐磨、耐高温、抗氧化、绝缘和密封等性能。

  气体的选择主要是依据是可用性和经济性，气体流量的大小直接影响了等离子焰流的热焓和流速，进而影响喷涂效率、涂层气孔率和结合力等。

  等离子喷涂涂层设备能使用不同材料的层生产符合各种应用的表面，包括多种不同的耐磨损和抗腐蚀机制、所需的热特性或电特性、表面修复和尺寸控制，能够制备复杂几何形状的涂层；工艺可实现全自动化。

  等离子喷涂技术是一种将粉体加入到热源中熔化，并利用高速气流将其喷射到基体材料表明产生涂层的工艺，具有能耗和气耗低、喷涂范围广、粉末沉积效率高及涂层质量好等诸多优点，经济效益突出、加工灵活，是重要的表面处理技术之一。

  1)等离子射流集中、焰流长。喷嘴孔道压缩比高，弧柱所受机械压缩强度大，使得等离子射流集中，单位体积内的包含的能量高，喷嘴外射流长度是普通等离子的3-4倍。

  2)喷涂粉末加热时间长，熔粒速度高，喷涂速率高。由于喷嘴外等离子射流的长度可达130mm以上，粉末在焰流中停留的时间相对较长，熔粒的飞行速度是普通等离子的2-3倍，可大幅度提高送粉量，使喷涂速率提高4-8倍。

  3)等离子射流功率大，温度高，适合喷涂高熔点的金属氧化物涂层。正常使用功率为200kW，焰流温度达7000℃，焰流长度达130mm，可使高熔点粉末粒子在获得高速度的同时得到充分的加热而呈熔化或半熔化状态。

  3. 涂层高度致密，结合强度高，气孔率小于1%，结合强度可大于70Mpa。

  5. 粉末颗粒在高速焰流中获得了非常大的动能，对基材和已沉积颗粒的撞击效果非常明显，而且沉积颗粒中有一小部分粒子存在液/固相凝固和收缩过程，绝大多数为固相变形，涂层中生成有利于提高涂层可靠性的压应力。

  7. 高速的撞击和强烈的变形使材料的晶格产生畸变，增加了材料的活性，从而增加了与相邻的颗粒或基体材料生成物理结合的可能，涂层的可靠性非常高。

  输入功率大小首先要满足能够将粉末熔化良好。形成涂层的粉末所需的热功率应为：

  根据等离子焰流能量利用系数ηf，可估算出喷嘴出口处等离子体的热功率qp：

  一般来说，采用较高的功率值比较好。一般等离子喷涂常用的功率为20~35 kW，而HEPJet高效能超音速等离子喷涂常用的功率为45~65 kW。

  等离子弧电压是由喷枪结构和工作气体决定的。能够最终靠调节阴极与喷嘴间的距离和变化工作气体的成分来调节弧电压（热喷涂与再制造）。在已选定喷枪结构和主气体流量为一定值的情况下，电压与电流的调节能够最终靠改变电源调节器和H2流量来进行调节。应当注意的是当改变电压或电流时，主气的流量也会相应地有些变化，因此为了能够更好的保证稳定的喷涂参数，当调节电压和电流时要适时地调节并维持主气流量不变。

  喷涂距离是指喷嘴端面到基体表面的直线距离。粉末在等离子焰流中加热和加速都需要一段时间，因此应有一个合适的喷涂距离，喷涂距离过近，会因粉末加热时间短，撞击变形不充分而影响涂层质量，还会使零件受等离子焰流的影响而温度上升快、出现严重氧化，造成涂层脱落（热喷涂与再制造）。喷涂距离过远又会使已经加热到熔融状态的粉末在与零件接触时冷了下来，飞行速度也开始降低，同样影响涂层质量，喷涂效率会明显降低。等离子喷涂的喷涂通常为70-150mm。

  送粉速率指单位时间的送粉量，它直接影响到喷涂效率和涂层质量。送粉量应当与热源参数相匹配。对于同种牌号同种粒度的粉末，在不同的送粉量下，应当施加不同的输入功率。当送粉量不变时，如果热源功率参数过小，则粉末熔化不良，涂层中夹杂的生粉多，粉末撞击工件时变形不充分，并有较多的粉末弹跳损失，沉积效率低，涂层质量下降。反之若热源功率参数过大，虽然粉末的熔化和撞击变形良好，但粉末受热氧化烧蚀严重，涂层中夹着较多的烟尘，熔化粒子飞溅严重，同样会使沉积效率降低，涂层质量下降（热喷涂与再制造）。因此，对于一定牌号一定粒度组成的粉末，送粉量的大小和热源参数要相适应。

  喷涂角度指的是喷涂射流轴线与基体表面切线的夹角。喷涂角度一般为60°~80°，喷涂角度不小于45°时，对涂层的结构和沉积效率不会产生太大的影响。一般认为，喷角小于30°是不允许喷涂的。

  当喷涂角度太小，细小的粉末微粒粘结在喷涂表面上时，阻碍继续喷上去的粒子，结果在其后面形成一种“掩体”，这样就会形成具有许多不规则孔穴的多孔涂层（热喷涂与再制造）。这种孔穴不仅减弱涂层强度，而且会从喷射流中聚集含有高氧化物的细微物质，改变涂层的化学成分。

  当喷涂角度小于45°时，喷涂的“遮蔽效应”便会出现，影响涂层的层间结合，且大幅度降低涂层与基体的结合强度。

  在冬季或结构较复杂的零部件、内孔件喷涂前要进行预热，预热温度一般在80~150 ℃之间。目的是为了去除基体表面的潮气、改善基体表面的活化状态、降低喷涂颗粒至基体表面时的冷却速度、减轻喷涂粒子冷却时产生的热应力等。

  喷涂工件在喷涂过程中要控制温升。既要控制整个工件的温度，最高不超过200 ℃，更要防止喷涂部位局部过热。与整体过热相比，局部过热对涂层的影响更大，尤其在制备陶瓷涂层时，涂层非常容易开裂（热喷涂与再制造）。一般会用辅助吹风冷却来控制工件的温度。

  喷枪移动速度一般以束流斑点的直径为依据。因为不同的喷涂工艺方法，其束流斑点直径是不同的，通常取压盖斑点的30%~50%，不能小于30%。喷枪的移动速度确定后还要与工件的旋转线速度相匹配，使每遍喷涂的涂层厚度达到一定的要求。在一定送粉量下喷枪移动速度或喷枪与工件的相对速度的慢与快，意味着单位时间内，喷枪扫过工件面积的多少或每次喷涂层的厚度，所以调节喷枪的移动速度实际上是控制每次喷涂层的厚度。每次喷涂的厚度不宜太厚。正常的情况下，对于使用厚度在0.15 mm以下的薄涂层，每次喷涂的涂层厚度别超过0.02 mm（热喷涂与再制造）。此外喷枪移动速度对工件的温升也有影响，为不使基体局部温升过高而造成热变形或热应力过大，可采取略提高工件线速度的方法来加快喷枪的移动速度。

  喷涂过程中，飞行的颗粒会与燃气或大气等接触发生反应，造成涂层中含有氧化物夹杂，其产生与热源的气氛和大气环境的影响都有关系（热喷涂与再制造）。采用一些低压气氛喷涂可改善粒子的氧化程度，例如低压等离子喷涂，它可用于制备易氧化的金属及其合金材料涂层；采用惰性气体对粒子束进行保护。

  整个喷涂环境中，粉尘是不可避免的，要做好整个环境的通风除尘工作，最大限度上减轻涂层中的夹杂给其带来的影响。