冷喷涂是一种材料表面改性与强化的新型技术,与,热喷涂相比,冷喷涂的优势在于,喷涂速度快,沉积效率高;涂层致密,气孔少;对基体热影响小,涂层残余应力低。目前,对于铜、铝、锌、锡等金属可在相对较低的工作气体温度下产生高于90～95%的沉积,但MCrAlY、不锈钢和镍基合金等涂层,在工作气体温度低于600℃时产生高沉积是难以实现的,其工艺并不成熟。要使以上金属获得超过80%高沉积率同时形成致密涂层,就需要使粒子速度更高或临界速度降低。而临界速度很大程度上取决于粒子温度,当冷喷涂的粒子温度升高时,实现沉积的临界速度降低,沉积效率随之提高,结合强度也增加。本文从提高冷喷涂粒子温度方向着手,研究冷喷涂系统末端气体加热装置,使工作气体(氮气、氦气等)温度升高至1250℃左右,通过提高工作气体温度进而提高喷涂粒子温度，同时,建立实验条件下感应加热系统的有限元模型,利用ANSYS有限元软件对加热体加热时的温度场进行数值模拟。研究结果为:(1)冷喷涂系统末端的加热装置采用电磁感应加热方式,在加热体内设置多层圆柱形孔状气流通道,使气体形成“S”形流动方式,在流动过程中充分与加热体进行换热,实现小体积、高效、快速加热。其中,该气体加热装置主要包括感应器和加热体。(2)感应器由感应线圈,汇流条和冷却水进、出口组成。感应线圈为圆柱形螺旋状,由空心矩形截面的T3铜制成,位于加热装置的最外层。(3)加热体为圆柱形,与感应线圈同心放置,可用钨、钼、铼材料制作。为了便于加工,将加热体分为中间部位、左内端盖、左端盖和右端盖四部分,各部位之间采用螺纹连接。(4)实验初期,以石墨为加热体材料进行加工,采用自行研制的热电偶测温系统测温，通过中频电源对线圈通电,进行加热装置升温实验。结果表明,在电流I=50A、频率f=40000Hz条件下,可以将加热体加热至830℃左右;在加热体温度T=73℃、气体流量W=0.6m3/min条件下,可以将气体加热至690℃,加热体与气体之间的换热能够稳定进行,实对气体的升温。(5)对感应加热装置进行数值模拟初探,结果表明,加热体感生涡流与最大焦耳热均聚集于加热体表层几个毫米范围内,且加热体在y方向的几何中心沿x方向呈对称结构;加热体温升随时间变化比较均匀,电流密度和频率对加热体温度影响较大,且加热体可实现升温至1500℃;加热体实验温度与模拟温度较吻合,利用数值模拟能够较好预测感应加热过程中加热体的温度。