喷涂工艺对超音速等离子喷涂BaTiO₃涂层性能的影响

卢晓亮^1,2，李国禄¹，王海斗²，邢志国²，徐滨士²

1. 河北工业大学材料科学与工程学院2. 装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室

摘 要：等离子喷涂陶瓷涂层与基体间的结合强度往往较小,限制了其应用。本文采用4因素3水平正交试验,通过在线监测BaTiO3喷涂粒子的温度及飞行速度,对喷涂电流,喷涂电压,喷涂距离和主气流量等4个参数进行优化设计,结果表明:喷涂距离对BaTiO3涂层的结合强度影响较大,其次为喷涂电流,主气流量及喷涂电压。喷涂电压和主气流量对喷涂粒子飞行速度的影响较大。利用Spray Watch-2i对不同喷涂距离的粒子特性进行分析,进一步验证了喷涂距离是影响涂层最终性能的关键因素。优化的工艺参数为喷涂距离100 mm、喷涂电流450A、氩气流量3.2 m3/h、电压140 V;采用该优化工艺,涂层的结合强度为57 MPa,显微硬度为747.13HV0.1,孔隙率为0.3%,纳米压痕仪测得的涂层的表面硬度为12.21 GPa,弹性模量为189.25 GPa,具有较好的力学性能。

关键词：等离子喷涂;BaTiO3涂层;正交试验;力学性能;