等离子喷涂Cu-Al2O3复合涂层制备及摩擦学性能研究

摘要：

目的 研究铜的添加对Al2O3涂层摩擦磨损性能的影响.方法 采用等离子喷涂技术在20钢表面分别制备Al2O3和Cu-Al2O3涂层.对两种涂层显微硬度、结合强度、摩擦磨损性能进行对比研究,并分析涂层的相组成、组织结构、磨损形貌.结果 Al2O3原始粉末含有α-Al2O3相,制成涂层后有γ-Al2O3新相生成.Cu-Al2O3原始粉末主要由Cu、α-Al2O3相组成,所制备Cu-Al2O3涂层有γ-Al2O3和Cu2O新相生成.两种涂层均由基体、粘结层、涂层组成,各层之间有明显的界面,层与层之间结合良好.Cu-Al2O3涂层较Al2O3涂层孔隙、微裂纹减少.添加铜后,结合强度明显提高,Al2O3涂层的结合强度为7.56 MPa,Cu-Al2O3涂层的结合强度为15.96 MPa,而显微硬度变化不大.Cu-Al2O3涂层的摩擦系数明显降低,且波动幅度较小;磨损率为5.93×10-4 mm3/m,比Al2O3涂层降低了14.68％.与Al2O3涂层相比,Cu-Al2O3涂层磨痕处剥落坑面积减小,磨损表面比较平整,剥落现象减轻,主要磨损机制为剥落.结论 铜的添加改善了Al2O3涂层的摩擦磨损性能.

关键词：等离子喷涂、摩擦系数、磨损率、耐磨性、Cu-Al2O3涂层

所属期刊栏目：48

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金51375146, 51705136

在线出版日期：2019-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：134-140