Review of application and research based on cold spray coating materials

Abstract

Cold spray technology is an advanced spray technology, and its technical principle is the same as that of additive manufacturing technology. Cold spraying technology combines multiple advantages in the spraying field: not only can the deposition of thick coatings be achieved, but the coatings prepared by this technology have the characteristics of high density, low oxygen content, good mechanical properties of the coating surface, and high deposition efficiency. Cold spraying technology can prepare corrosion-resistant coatings, high-temperature resistant coatings, wear-resistant coatings, conductive coatings, anti-oxidation coatings, and other functional coatings. After decades of development and exploration, cold spraying technology is preparing metal coatings. The application is very wide and the process is mature; the same cold spray technology can also prepare non-metallic coatings. Mainly to immerse repair and protect the surface of metal alloy parts and a small part of non-metal parts, so that these parts have better mechanical properties and mechanical behavior. This article mainly reviews the application of cold spray technology in the field of spray materials and summarizes the existing conventional metal series, rare metal series and non-metal material, conventional non-ferrous metals: copper, titanium, aluminum and nickel. Metal materials are currently widely used in the field of cold spraying. Among them, titanium-based metals restrict their applications due to their own properties; rare metals: tungsten, tantalum, and niobium-based metal materials. The application of rare metals in cold spraying is still in its infancy stage; non-metallic materials: polymer materials and ceramic powder materials, non-metallic materials have the characteristics of surface modification and strengthening technology, but also have low oxygen content, low thermal stress, high density, good bonding strength, in the deposition process and the substrate will not change the advantages of physical organization structure. Finally, the existing problems of rare metal materials and non-metal materials are raised.

Технологія холодного розпилення є передовою технологією розпилення, і її технічний принцип такий самий, як у технології адитивного виробництва. Технологія холодного напилення поєднує численні переваги в області напилення: не тільки можна досягти осадження товстих покриттів, але покриття, отримані за цією технологією, мають характеристики високої щільності, низького вмісту кисню, хороших механічних властивостей поверхні покриття та високих характеристик. ефективність осадження. Технологія холодного напилення може отримувати корозійно-стійкі покриття, високотемпературні покриття, зносостійкі покриття, електропровідні покриття, антиокислювальні покриття та інші функціональні покриття. Після десятиліть розвитку та досліджень технологія холодного напилення готує металеві покриття. Застосування дуже широке, а процес зрілий; за цією ж технологією холодного розпилення можна отримувати неметалічні покриття. Головним чином для ремонту зануренням і захисту поверхні деталей із металевих сплавів і невеликої частини неметалевих деталей, щоб ці частини мали кращі механічні властивості та механічну поведінку. У цій статті в основному розглядається застосування технології холодного розпилення в області розпилюваних матеріалів і підсумовуються існуючі звичайні металеві серії, серії рідкісних металів і неметалічні матеріали, звичайні кольорові метали: мідь, титан, алюміній і нікель. Металеві матеріали в даний час широко використовуються в області холодного напилення. Серед них метали на основі титану обмежують своє застосування через власні властивості; рідкісні метали: вольфрам, тантал і металеві матеріали на основі ніобію. Застосування рідкісних металів у холодному напиленні все ще знаходиться на початковій стадії; неметалічні матеріали: полімерні матеріали та керамічні порошкові матеріали, неметалічні матеріали мають характеристики модифікації поверхні та технології зміцнення, але також мають низький вміст кисню, низький термічний стрес, високу щільність, хорошу міцність зв’язку, у процесі осадження та субстрат не змінить переваг фізичної організаційної структури. Нарешті, порушено існуючі проблеми рідкісних металевих матеріалів і неметалевих матеріалів.

Технология холодного распыления является передовой технологией распыления, и ее технический принцип такой же, как у технологии аддитивного производства. Технология холодного напыления сочетает в себе множество преимуществ в области напыления: можно не только наносить толстые покрытия, но и покрытия, полученные с помощью этой технологии, обладают характеристиками высокой плотности, низким содержанием кислорода, хорошими механическими свойствами поверхности покрытия и высокой эффективность осаждения. Технология холодного напыления позволяет получать коррозионно-стойкие покрытия, жаростойкие покрытия, износостойкие покрытия, токопроводящие покрытия, антиокислительные покрытия и другие функциональные покрытия. После десятилетий разработок и исследований технология холодного напыления подготавливает металлические покрытия. Приложение очень широкое и процесс зрелый; та же самая технология холодного напыления может также использоваться для получения неметаллических покрытий. В основном для погружения в ремонт и защиты поверхности деталей из металлических сплавов и небольшой части неметаллических деталей, чтобы эти детали имели лучшие механические свойства и механическое поведение. В этой статье в основном рассматривается применение технологии холодного напыления в области распыляемых материалов и обобщаются существующие серии обычных металлов, серии редких металлов и неметаллических материалов, обычные цветные металлы: медь, титан, алюминий и никель. Металлические материалы в настоящее время широко используются в области холодного напыления. Среди них металлы на основе титана ограничивают их применение из-за их собственных свойств; редкие металлы: вольфрам, тантал и металлические материалы на основе ниобия. Применение редких металлов при холодном напылении все еще находится в зачаточном состоянии; неметаллические материалы: полимерные материалы и керамические порошковые материалы, неметаллические материалы обладают характеристиками технологии модификации и упрочнения поверхности, но также имеют низкое содержание кислорода, низкое термическое напряжение, высокую плотность, хорошую прочность сцепления, в процессе осаждения и подложка не изменит преимущества физической организационной структуры. Наконец, поднимаются существующие проблемы редкометалльных материалов и неметаллических материалов.