等离子喷涂制备Al2O3-Cr2O3复相涂层组织及性能

2018-09-13王建萍史云霞巫邵波魏金栋唐向清

陶瓷学报 2018年4期

王建萍，史云霞，巫邵波，魏金栋，唐向清

(1．江苏工程职业技术学院，江苏南通 226007；2．南通大学机械工程学院，江苏南通 226019)

0 引言

氧化铝作为常用喷涂材料，具有硬度高、耐磨性好等优越性能[1-4]，其来源广、价格低廉，广泛应用于耐磨、耐腐蚀、隔热等工况[5,6]。氧化铝喷涂材料的初始状态为α-Al2O3稳定态[7]，通过等离子喷涂制备的陶瓷涂层则多以γ-Al2O3亚稳定相状态存在[8]，稳定相氧化铝具有密度高、高温稳定等特点，并且稳定相氧化铝涂层相比亚稳定态具有更好的致密性。

花国然等[9]采用激光熔覆技术对等离子喷涂制备的Al2O3陶瓷涂层进行改性处理，结果显示重熔区的涂层相由亚稳定相γ-Al2O3转变为稳定相α-Al2O3，涂层密度发生改变，致密度明显提升。杨可等[10]采用激光熔覆技术对等离子喷涂制备的Al2O3-40%TiO2陶瓷涂层进行改性处理，使氧化铝从γ转换为α相，形成了稳定致密的陶瓷结构。本文通过在氧化铝粉末中混合Cr2O3，利用两种材料结构、离子半径相同，易形成固溶体的特性，使氧化铝保持稳定相形态[11]，从而改善涂层性能。

1 试验材料及方法

试验基体材料为45钢，试样尺寸为20 mm×20 mm×10 mm，φ16 mm×10 mm，试验前对基体进行丙酮除油、喷砂粗化等预处理[12,13]。过渡层材料选择Ni/Al合金粉末(北京廊桥材料技术公司，粒度-75+45 μm)，涂层材料为Al2O3(北京联合涂层技术有限公司，粒度-45+15 μm)和Cr2O3(沈阳石花微粉材料有限公司，粒度-45+15 μm)，通过机械混合的方法进行制备的复相粉末，其中Cr2O3含量为0%、10%、20%、30%、40%、50%，图1为两种粉末的微观形貌。