?20世紀50年代初期，美國聯合碳化物公司利德分公司發明了粉末爆炸噴涂(簡稱爆炸噴涂)技術，申請了專利，并于1953年投入生產。但他們只在本公司內為用戶提供制備涂層的服務，而不出售該技術和設備，并且至今沒有發表過關于該技術的任何論文。到上世紀60年代，前蘇聯烏克蘭科學院材料研究所和焊接研究所開始研究爆炸噴涂技術，并研制出一系列的爆炸噴涂設備。由于此技術有一定的危險性，且技術難度大，所以其它國家沒有進行該技術的研究。90年代蘇聯解體后，烏克蘭科學院與中國鈦得公司合作開發產品，使該技術公開化。俄羅斯、烏克蘭材料所和焊接所開始向外出售該技術和設備。1970年，我國的航天部六二一所也成功研制出了爆炸噴涂設備，但由于性能與烏克蘭的設備相差較大，所以國內使用的爆炸噴涂設備大多是從烏克蘭和俄羅斯引進的。目前約有近10臺爆炸噴涂設備在國內開始使用。
??? 爆炸噴涂技術研制成功后，因其涂層比其它噴涂方法得到的涂層質量高得多，所以得到了人們的廣泛認可。一般認為，爆炸噴涂是當前熱噴涂領域內最高的技術。最初一直應用于航天和核工業等軍事領域，并逐漸向民用品發展，目前已應用到鋼鐵工業、能源工業、汽車工業等部門。
1 爆炸噴涂的原理及特點
??? 爆炸噴涂是利用氣體爆炸產生高能量，將噴涂粉末加熱加速，使粉末顆粒以較高的溫度和速度轟擊到工件表面形成涂層。噴涂時，先將一定壓力、比例的氧氣和乙炔由進氣口通入水冷噴槍內腔，然后由供粉口將粉末送入，接著火花塞點火，氧氣和乙炔的混合氣體燃燒并爆炸，產生高溫高速氣流，將粉末加熱，并以高速(超過音速約3倍)撞擊到基材表面，形成涂層，通入氮氣清理槍管，為下一次噴涂做準備。如此重復進行。
??? 爆炸噴涂與其它噴涂工藝相比有很多優點：
??? 1)爆炸噴涂涂層結合強度高、致密、孔隙率低。噴涂時，由于粉末顆粒迅速被加熱、加速，半熔粉末對基體的撞擊力大，所以涂層結合強度高，噴涂陶瓷粉末可達70MPa，噴涂金屬陶瓷粉末可達175MPa，涂層致密，孔隙率<2%；
??? 2) 工件熱損傷小。爆炸噴涂是脈沖式噴涂，熱氣流對工件表面作用時間短，因而工件的溫升不高于200℃，不會造成工件變形和組織變化；
??? 3) 涂層均勻、厚度易控制。爆炸噴涂每次噴涂形成的涂層厚度約為0.006mm，所以涂層的厚度均勻、易控制，工件加工余量小；
??? 4) 涂層硬度高、耐磨性好。涂層材料相同時，爆炸噴涂形成的涂層硬度更高、耐磨性更好，硬質合金涂層硬度可達1100HV；
??? 5) 爆炸噴涂可用微機控制，易于實現自動化。
??? 但是爆炸噴涂也存在著一些缺點：
??? 1)產生的噪音大(高達180dB)，需要在專用的隔音間中進行，并由設在隔音室外的微機控制，噴涂時產生粉末飛散現象，使爆炸噴涂的使用受到一定的限制；
??? 2) 爆炸噴涂頻率為2-10次/s，每次只能形成約φ25mm×0.006mm的涂層，效率較低；
??? 3) 爆炸噴涂的噴涂粉末從噴槍中噴出，只能以直線行進，所以噴涂受基材形狀限制較大，對于形狀復雜的工件很難噴涂。
2 爆炸噴涂涂層研究
??? 爆炸噴涂因其涂層的質量高，受到了各行業廣泛的認同和歡迎，國內外都做了大量的研究。現在，爆炸噴涂已在能源工業、汽車工業、紡織工業、鋼鐵工業及造紙行業等部門內得到了快速的發展和應用。它在許多材料上成功應用，其涂層材料的研究也得到了發展，較成功的涂層主要有耐磨涂層和熱障涂層。
??? 2.1 爆炸噴涂耐磨涂層
??? 磨損是材料失效的三種主要形式之一，而且是避免不了的，每年因磨損造成的經濟損失是非常驚人的。據資料統計，美國1981年因磨損造成的損失約1000億美元。我國沒有做過具體的統計，但我國材料的耐磨性與國外先進材料的耐磨性相比還有一定的差距，磨損帶來的損失也是巨大的。最初只靠發展結構材料來提高材料的耐磨性能，但結構材料的發展已接近極限，不能滿足更高的耐磨要求，噴涂技術的發展為解決材料的磨損問題帶來了新的途徑。自20世紀60年代末，各國都對耐磨涂層展開了研究。一方面，不斷地發展新的噴涂技術，爆炸噴涂因其涂層結合強度高、致密度高、對工件無熱影響性及涂層均勻、表面光潔度好等優點，成為高質量耐磨涂層主要的制造技術。另一方面，不斷地開發新的涂層材料，目前常用的耐磨涂層主要有：碳化鎢涂層、碳化鉻涂層、氧化鋁涂層、碳化鈦涂層等。
??? (1)碳化鎢涂層
??? 碳化鎢是一種常用的耐磨涂層材料，具有較高的硬度和優異的耐磨粒磨損性能，其硬度僅次于金剛石。噴涂碳化鎢時，由于溫度較高，WC容易分解，使涂層的結合強度和致密度大大降低。隨著復合工藝的發展，采用鈷將碳化鎢包覆起來，制成鈷包碳化鎢粉末。鈷的包覆減小了碳化鎢的氧化和分解，爆炸噴涂鈷包碳化鎢試驗表明，涂層的主要組成相為WC、W和Co，只有極少量碳化鎢發生分解產生W2C相。鈷的溫度較低，在高溫下鈷熔化，噴涂時增強了涂層與基體及涂層自身的結合強度，涂層的致密度增大，氣孔率下降(<2%)，而且提高了涂層的沖擊韌度，降低了涂層的摩擦系數，提高了涂層的耐磨性。但是鈷的含量過高，將使涂層的硬度和耐磨性能下降。常用的碳化鎢涂層多是WC-12Co、WC-17Co和WC-25Co。不過碳化鎢的抗氧化性較差，所以只適用于低溫(<500℃)、非腐蝕性環境下耐磨、耐擦傷涂層。目前碳化鎢涂層主要用于提高航空航天發動機葉片、主動齒輪及一些傳動件和軸類等部件的耐磨性能。
