| 钛合金表面等离子喷涂Al2O3-40%TiO2陶瓷涂层的高温摩擦磨损性能 |
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| 引用本文： | 周志强,郝娇山,宋文文,孙德恩,李黎,蒋永兵,张健.钛合金表面等离子喷涂Al2O3-40%TiO2陶瓷涂层的高温摩擦磨损性能[J].表面技术,2023,52(12):351-359, 368. |
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| 作者姓名： | 周志强 郝娇山 宋文文 孙德恩 李黎 蒋永兵 张健 |
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| 作者单位： | 重庆川仪调节阀有限公司，重庆 400707;西南大学 材料与能源学院，重庆 400715 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目(2018YFB2004100) |
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| 摘 要： | 目的 研究温度对钛合金表面Al2O3-40%TiO2陶瓷涂层摩擦磨损性能的影响，探讨涂层在高温下的摩擦磨损机理。方法 采用大气等离子喷涂技术(APS)在TC4钛合金表面制备Al2O3-40%TiO2(AT40)陶瓷涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)和能量分散谱仪(EDS)，对AT40陶瓷涂层中的微观形貌和物相进行定性分析。借助维氏显微硬度计，研究 AT40陶瓷涂层在常温下的截面显微硬度分布规律，以及高温下的显微硬度。采用多功能摩擦磨损试验机，测试AT40陶瓷涂层在200、350、500 ℃下的摩擦磨损性能，并进行原位在线自动3D形貌表征。结果 AT40陶瓷涂层呈典型的热喷涂层状结构，各相分布均匀，涂层结构致密，平均显微硬度相较于TC4钛合金基材提高了81%。AT40陶瓷涂层在200、350、500 ℃下的高温硬度分别为513HV0.3、463HV0.3、448HV0.3。在200、350 ℃时，AT40陶瓷涂层的平均摩擦系数分别为0.18±0.02和0.38±0.03，磨损率分别为(7.8±0.01)×10–5 mm3/(N.m)和(37.2±0.01)×10–5 mm3/(N.m)，涂层具有优异的抗高温摩擦磨损性能。500 ℃时，涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.77±0.02和(134.4±0.01)×10–5 mm3/(N.m)，磨痕深度和磨损体积大幅增加，耐磨性能降低。结论 AT40陶瓷涂层在200 ℃和350 ℃的磨损机制主要为微区脆性断裂，在500 ℃时的磨损机制表现为裂纹扩展引起的分层剥落和轻微磨料磨损。
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| 关 键 词： | 钛合金表面 等离子喷涂 Al2O3-40%TiO2涂层 高温摩擦磨损 |
| 收稿时间： | 2022/10/17 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/5/17 0:00:00 |
High Temperature Tribological and Wear Properties of Plasma Sprayed Al2O3-40%TiO2 Ceramic Coating on Titanium Alloy |
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| ZHOU Zhi-qiang,HAO Jiao-shan,SONG Wen-wen,SUN De-en,LI Li,JIANG Yong-bing,ZHANG Jian.High Temperature Tribological and Wear Properties of Plasma Sprayed Al2O3-40%TiO2 Ceramic Coating on Titanium Alloy[J].Surface Technology,2023,52(12):351-359, 368. |
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| Authors: | ZHOU Zhi-qiang HAO Jiao-shan SONG Wen-wen SUN De-en LI Li JIANG Yong-bing ZHANG Jian |
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| Affiliation: | Chongqing Chuanyi Control Valve Co., Ltd., Chongqing 400707, China;School of Materials and Energy, Southwest University, Chongqing 400715, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | titanium alloy surface plasma spraying Al2O3-40%TiO2 coating high temperature friction and wear |
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