耐磨涂层(WRCs)是等离子喷涂涂层的典型应用,具有硬度高、熔点高、热稳定性及化学稳定性好的特性,可以有效地保护基体材料,明显改善材料的耐磨损、耐高温、抗高温氧化、耐热冲击、耐腐蚀性能。常见的耐磨涂层材料有氧化物类陶瓷如Al2O3、ZrO2、Cr2O3等,以及金属陶瓷、碳化物类陶瓷、硅化物类陶瓷、氮化物类陶瓷及硼化物类陶瓷等,如WC、TiC、Cr2C3、TiB2和TiCN等。等离子喷涂涂层有单一陶瓷涂层如Al2O3涂层、ZrO2涂层和WC涂层等,和陶瓷基复合涂层如Al2O3-ZrO2涂层、WC-Co涂层和Cu-Al2O3涂层等。氧化铝类陶瓷是等离子喷涂技术中最常用的一种耐磨涂层喷涂材料,具有熔点高、硬度高、刚性大、脆性大、膨胀系数小、化学性能稳定、热导率低、延展性差、绝缘性能高等特点。李兆峰等人采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备Al2O3-TiO2陶瓷涂层,并用MoS2均匀填充涂层表面空隙,结果表明磨损失重量仅为未涂层样品的1.29%,摩擦因数大幅度降低,存在轻微的疲劳磨损特征。雷阿利等人用等离子喷涂法制备了Cu-Al2O3梯度涂层,研究结果表明,梯度涂层中当Al2O3含量达到80%时,涂层的耐磨性最高,约为基体的3倍。随着对纳米涂层的不断研究,纳米陶瓷涂层具有优良的耐磨性能,王全胜等人对微米和纳米Al2O3-13%TiO2涂层进行了SRV摩擦磨损实验,分析发现纳米涂层的耐磨性明显优于传统涂层。易德亮等人对等离子喷涂Al2O3-TiO2纳米复合涂层的摩擦性能展开研究,发现纳米复合涂层的磨损率随TiO2含量的增加呈现先降低后增大的趋势,TiO2质量分数为10%时的纳米涂层的磨损率最低,与纯Al2O3涂层相比,耐磨性提高了3.9倍。Tao和Li等人研究了4.7%Y2O3-ZrO2涂层的摩擦学特性,结果显示纳米涂层的磨损量约为常规涂层的80%。
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