?20世纪50年代初期，美国联合碳化物公司利德分公司发明了粉末爆炸喷涂(简称爆炸喷涂)技术，申请了专利，并于1953年投入生产。但他们只在本公司内为用户提供制备涂层的服务，而不出售该技术和设备，并且至今没有发表过关于该技术的任何论文。到上世纪60年代，前苏联乌克兰科学院材料研究所和焊接研究所开始研究爆炸喷涂技术，并研制出一系列的爆炸喷涂设备。由于此技术有一定的危险性，且技术难度大，所以其它国家没有进行该技术的研究。90年代苏联解体后，乌克兰科学院与中国钛得公司合作开发产品，使该技术公开化。俄罗斯、乌克兰材料所和焊接所开始向外出售该技术和设备。1970年，我国的航天部六二一所也成功研制出了爆炸喷涂设备，但由于性能与乌克兰的设备相差较大，所以国内使用的爆炸喷涂设备大多是从乌克兰和俄罗斯引进的。目前约有近10台爆炸喷涂设备在国内开始使用。
??? 爆炸喷涂技术研制成功后，因其涂层比其它喷涂方法得到的涂层质量高得多，所以得到了人们的广泛认可。一般认为，爆炸喷涂是当前热喷涂领域内最高的技术。最初一直应用于航天和核工业等军事领域，并逐渐向民用品发展，目前已应用到钢铁工业、能源工业、汽车工业等部门。
1 爆炸喷涂的原理及特点
??? 爆炸喷涂是利用气体爆炸产生高能量，将喷涂粉末加热加速，使粉末颗粒以较高的温度和速度轰击到工件表面形成涂层。喷涂时，先将一定压力、比例的氧气和乙炔由进气口通入水冷喷枪内腔，然后由供粉口将粉末送入，接着火花塞点火，氧气和乙炔的混合气体燃烧并爆炸，产生高温高速气流，将粉末加热，并以高速(超过音速约3倍)撞击到基材表面，形成涂层，通入氮气清理枪管，为下一次喷涂做准备。如此重复进行。
??? 爆炸喷涂与其它喷涂工艺相比有很多优点：
??? 1)爆炸喷涂涂层结合强度高、致密、孔隙率低。喷涂时，由于粉末颗粒迅速被加热、加速，半熔粉末对基体的撞击力大，所以涂层结合强度高，喷涂陶瓷粉末可达70MPa，喷涂金属陶瓷粉末可达175MPa，涂层致密，孔隙率<2%；
??? 2) 工件热损伤小。爆炸喷涂是脉冲式喷涂，热气流对工件表面作用时间短，因而工件的温升不高于200℃，不会造成工件变形和组织变化；
??? 3) 涂层均匀、厚度易控制。爆炸喷涂每次喷涂形成的涂层厚度约为0.006mm，所以涂层的厚度均匀、易控制，工件加工余量小；
??? 4) 涂层硬度高、耐磨性好。涂层材料相同时，爆炸喷涂形成的涂层硬度更高、耐磨性更好，硬质合金涂层硬度可达1100HV；
??? 5) 爆炸喷涂可用微机控制，易于实现自动化。
??? 但是爆炸喷涂也存在着一些缺点：
??? 1)产生的噪音大(高达180dB)，需要在专用的隔音间中进行，并由设在隔音室外的微机控制，喷涂时产生粉末飞散现象，使爆炸喷涂的使用受到一定的限制；
??? 2) 爆炸喷涂频率为2-10次/s，每次只能形成约φ25mm×0.006mm的涂层，效率较低；
??? 3) 爆炸喷涂的喷涂粉末从喷枪中喷出，只能以直线行进，所以喷涂受基材形状限制较大，对于形状复杂的工件很难喷涂。
2 爆炸喷涂涂层研究
??? 爆炸喷涂因其涂层的质量高，受到了各行业广泛的认同和欢迎，国内外都做了大量的研究。现在，爆炸喷涂已在能源工业、汽车工业、纺织工业、钢铁工业及造纸行业等部门内得到了快速的发展和应用。它在许多材料上成功应用，其涂层材料的研究也得到了发展，较成功的涂层主要有耐磨涂层和热障涂层。
??? 2.1 爆炸喷涂耐磨涂层
??? 磨损是材料失效的三种主要形式之一，而且是避免不了的，每年因磨损造成的经济损失是非常惊人的。据资料统计，美国1981年因磨损造成的损失约1000亿美元。我国没有做过具体的统计，但我国材料的耐磨性与国外先进材料的耐磨性相比还有一定的差距，磨损带来的损失也是巨大的。最初只靠发展结构材料来提高材料的耐磨性能，但结构材料的发展已接近极限，不能满足更高的耐磨要求，喷涂技术的发展为解决材料的磨损问题带来了新的途径。自20世纪60年代末，各国都对耐磨涂层展开了研究。一方面，不断地发展新的喷涂技术，爆炸喷涂因其涂层结合强度高、致密度高、对工件无热影响性及涂层均匀、表面光洁度好等优点，成为高质量耐磨涂层主要的制造技术。另一方面，不断地开发新的涂层材料，目前常用的耐磨涂层主要有：碳化钨涂层、碳化铬涂层、氧化铝涂层、碳化钛涂层等。
??? (1)碳化钨涂层
??? 碳化钨是一种常用的耐磨涂层材料，具有较高的硬度和优异的耐磨粒磨损性能，其硬度仅次于金刚石。喷涂碳化钨时，由于温度较高，WC容易分解，使涂层的结合强度和致密度大大降低。随着复合工艺的发展，采用钴将碳化钨包覆起来，制成钴包碳化钨粉末。钴的包覆减小了碳化钨的氧化和分解，爆炸喷涂钴包碳化钨试验表明，涂层的主要组成相为WC、W和Co，只有极少量碳化钨发生分解产生W2C相。钴的温度较低，在高温下钴熔化，喷涂时增强了涂层与基体及涂层自身的结合强度，涂层的致密度增大，气孔率下降(<2%)，而且提高了涂层的冲击韧度，降低了涂层的摩擦系数，提高了涂层的耐磨性。但是钴的含量过高，将使涂层的硬度和耐磨性能下降。常用的碳化钨涂层多是WC-12Co、WC-17Co和WC-25Co。不过碳化钨的抗氧化性较差，所以只适用于低温(<500℃)、非腐蚀性环境下耐磨、耐擦伤涂层。目前碳化钨涂层主要用于提高航空航天发动机叶片、主动齿轮及一些传动件和轴类等部件的耐磨性能。
