低压冷喷涂Al(Y)-Al2O3-MoS2涂层的工艺优化及其耐磨损性能研究

摘要

目的为了获得优异耐磨损性能的冷喷涂铝基复合涂层。方法采用低压冷喷涂技术在Q235碳钢上制备了新型耐磨蚀Al(Y)-Al2O3-MoS2复合涂层,利用三元二次正交试验方法结合曲面响应分析方法,对影响涂层耐磨损性能的制备条件进行了研究。通过二次回归建立了相应的数学模型,并对涂层的耐磨损性能与喷涂温度、送粉速率、Al-Y合金粉与MoS2粉末的质量比等3种因素的关系进行了探讨,分析了它们对涂层耐磨性能的影响,确定了涂层的最佳制备条件。结果3种因素对涂层耐磨损性能的影响显著性依次为:Al-Y合金粉与MoS2粉末的质量比>喷涂温度>送粉速率。耐磨涂层的最佳制备条件:喷涂温度范围为350~400℃,送粉速率为38.20~46.44 g/min,Al-Y合金粉与MoS2粉末的质量比为2~2.5。结论最佳制备条件下的Al(Y)-Al2O3-MoS2涂层具有良好的耐磨损性能,能够保证海洋油气装备的长效安全和服役可靠性,涂层的磨损机制主要是MoS2的润滑作用以及与对偶件的氧化粘着磨损和磨粒磨损。