等离子弧功率对Al2O3-13wt%TiO2涂层组织与磨损性能的影响

张 景，李新梅

（新疆大学机械工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047）

1 引言

机电产品提前失效的原因70%属于腐蚀和磨损，机电产品制造和使用中大约1/3的能源直接消耗于摩擦磨损[1]。等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层由于其具有良好的耐磨损、耐高温、耐腐蚀性能，在宇航、国防、化工、石油等部门中具有广阔的应用前景[2]。等离子喷涂是利用等离子弧的高温作用将粉体熔融并喷涂至基体的表面加工技术。喷涂过程涉及较为复杂的等离子体电弧的传热与流动，这使得涂层综合性能对等离子弧功率较为敏感。大气等离子喷涂是采用Ar、N2和H2作为工作气体，通过阴极和喷嘴内壁之间产生的高温电弧电离形成等离子弧；Ar和N2作为主气提高粉体动量并电离形成等离子体熔融粉体；H2作为次气可提高等离子弧电压，在弧电流不变的情况下提高粉体的熔融程度。等离子弧功率过低会导致粒子熔融不足而结合强度差，过高则会增加热应力和相变对涂层性能的影响。不同喷涂材料和不同粉体粒度在达到理想熔融状态时所需的等离子弧功率各不相同，因此优化等离子弧功率十分必要。

文献[3]研究了Al2O3-13%TiO2粉末粒度对涂层组织与结构的影响，（38～44）μm下涂层孔隙率较低，但没有考虑等离子弧功率对涂层组织的影响。文献[4]研究了电源功率对等离子喷涂Al2O3-13%TiO2涂层结构的影响，但并未考虑等离子弧参数和粉体烧熔程度对涂层耐磨性能的影响。文献[5]研究了特征喷涂参数（CPSP）对等离子喷涂纳米AT13涂层的微观结构及耐磨性能的影响。……