1. 热喷涂技术原理
热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至熔融或半熔融状态，并以很高的速度喷射沉积到经过预处理的工件表面形成涂层的方法。根据热源不同，热喷涂分为火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂3 种。
（1）火焰喷涂 以气体火焰为热源的一种喷涂方法。按火焰喷射的速度，可分为火焰喷涂、火焰冲击喷涂（爆炸喷涂）和超音速火焰喷涂。可作为火焰喷涂燃料的气体，有乙炔（燃烧温度3 260℃）、氢气（燃烧温度为2 871℃）、液化石油气（燃烧温度约2 500℃）和丙烷（燃烧温度可达3 100℃）等。其中，乙炔和氧结合能产生最高的火焰温度，氧乙炔火焰应用最广。液化石油气温度偏低，丙烷价格较贵，很少使用。图5-3 所示为氧乙炔火焰丝材喷涂设备原理。
图5-3 氧乙炔火焰丝材喷涂设备原理
1—冷凝器；2—空气压缩机；3—乙炔减压器；4—过滤器；5—空气调节器；6—吸尘器；7—喷涂枪
图5-4 电弧喷涂原理
（2）电弧喷涂 电弧喷涂是以电弧为热源的喷涂方法。在电弧喷涂过程中，两根不同极性的金属丝被连续地送进喷涂枪。在喷涂枪的前端，两根金属丝相遇，产生电弧。电弧熔化金属丝端部，同时，过热的金属熔滴被喷枪吹出的气流雾化和加速，并喷射到制备的基材表面，形成涂层。随着喷涂过程的进行，涂层不断增厚。图5-4 所示为电弧喷涂原理。
（3）等离子喷涂 等离子喷涂是以等离子弧为热源的一种喷涂方法。就是以电弧放电产生等离子体作为高温热源，以喷涂粉末材料为主。将喷涂粉末加热至熔化或熔融状态，在等离子射流加速下获得很高速度，将熔滴雾化或推动熔粒成喷射的粒束，高速撞击到模具基体表面上，形成达到一定性能要求的表面覆盖层。图5-5 所示为等离子弧喷涂原理。
图5-5 等离子弧喷涂原理
2. 热喷涂模具修复技术特点
热喷涂设备简单、操作方便、应用灵活、速度快、噪声小，特别是对于大件的加工很方便，在模具修复上有以下特点：
①设备简单、操作方便、工艺灵活，可现场修复模具，且修复速度快、投资小、运行费用低。
②对模具的可焊性无要求，可热喷焊修复铸铁模具。
③对小孔、深孔的修复存在一定困难。(www.xing528.com)
④喷焊合金为粉末状，不受形状和导电问题的限制，沉积率高。
⑤热喷焊前一般需要根据修复的区域大小和模具材料，适当预热处理、预喷处理，焊后需选择合适的冷却工艺。否则，易出现喷焊层剥落、开裂和聚缩等缺陷。
⑥每小时最多可以喷涂10 kg，在修复工艺中仅次于电弧修复，可喷焊薄层，也可喷焊厚层。
⑦喷焊层的硬度较堆焊层高，可达到65 HRC，稀释率较低，表面精度较高，加工余量小，不易出现气孔、夹渣、咬边、棱角塌陷等缺陷。
⑧热影响区大，对薄壁或尺寸较小的模具存在热变形现象。因此，要求修复的模具为大、中型模具，待修复表面或型腔形状简单，喷焊的表面积不受限制，修复层厚度小于堆焊修复层。
⑨喷焊层硬度较高，后续加工时对刀具的要求高。
⑩热喷焊工艺操作环境差，有粉尘和噪声。
3. 热喷涂技术模具修复应用
热喷涂技术可应用于模具上，可解决以下问题：
①修复旧模具的磨损面。
②补救模具在制造中的局部尺寸超差。
③对新制造的模具工作面进行表面强化处理，提高模具的使用寿命。
对于因磨损、裂纹、龟裂、拉伤、黏接瘤等引起失效的大、中型模具，损伤深度小于3 mm时，采用热喷涂技术能有效修复。比如，龟裂、氧化、有腐蚀层的热锻模、玻璃模和塑料模，产生黏接瘤或拉伤的翻边模和冲裁模，因磨损失效的拉延模，型面发生磨损的压铸模等。
热喷涂技术应用于模具零件修复时，工艺方法灵活多样、施工方便迅速、材料选择范围广、适应性强、修复强化效果显著、经济效益高，适合于大型模具和严重磨损条件下工作的模具。
火焰喷涂操作方便、设备简单、成本低，但喷涂层强度不高，热影响区和变形较大，该方法一般用来修复强度较低的模具的表面形状，修复后模具使用寿命也较低。
等离子喷涂热源能量密度较高，可用于微量磨损模具的表面修复。因喷涂层与基材之间是机械结合，所以多用于非冲击载荷条件下的模具表面改性及形状修复，如热挤压模具。在工具钢制作的高熔点金属挤压模上等离子喷涂0.5～1.0 mm 的氧化铝涂层，可将使用温度从1 320℃提高到1 650℃，喷涂氧化锆涂层，挤压温度可达2 370℃，模具使用寿命可以提高5～10 倍。
超音速喷涂获得的喷涂层与基材之间结合强度高，可用于中等冲击载荷作用下的模具表面改性及修复，且修复后模具不需要或只需要少量机加工。用于拉延模具重要工作面的表面改性，可使模具使用寿命明显提高。
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