《表6 涂层的磨损质量损失》

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《基于表面喷涂对体育器材的磨损分析》

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喷涂涂层中的打底层和工作层的表面均存在一定的孔隙，如图4所示，孔隙率分别为13.7%、13.9%，均属正常，主要由喷涂粒子在初始低温度下的飞行较慢导致。涂层的断面微观形貌如图7所示，涂层断面组织没有粗大孔隙和明显裂纹，但存在如不同尺寸的孔隙或细小裂纹等宏观裂纹缺陷，主要原因在于喷射到金属表面上的喷涂粉末粒子因存在不同的熔化状况在相互碰撞时极易引起变形而降低了结合强度，并且在空气中喷涂火焰时因易吸附空气中的氧化物而在涂层中出现气孔造成组织缺陷。涂层截面的能谱线扫描结果表明镁合金基体同Co Cr Al Y-Al2O3涂层间发生了冶金结合，此时仍以镶嵌式咬合的结合方式为主（辅以少量的冶金结合方式）。试样的基体金属会优先喷涂上一层起到余热作用的Co Cr Al Y粉末，降低了涂层中的温度梯度，避免了涂层应力集中问题，进一步抑制了涂层中的显微裂纹[7]。硬度测试结果表明AZ91D基体、粘结底层和陶瓷层的显微硬度逐渐增加，产生扩散元素的粘结底层起到了良好的过渡作用，使喷涂截面硬度得以均匀过渡；涂层磨损质量损失的测试结果如表5所示，由于陶瓷涂层硬度较高而增加了致密性，涂层的耐磨性能明显优于对磨材料；表6涂层磨损质量损失测试结果，表现为随载荷的增加而增加，主要由涂层各部分不同的硬度和耐磨性导致，受到磨损后的粘结底层与镁合金基体质量损失较为明显。图5为Co Cr Al Y-Al2O3涂层的磨损形貌，75N载荷下的涂层的磨损质量损失较小（喷涂涂层形貌），耐磨性较好；经175N的载荷磨损后，磨损已深入到基体中，涂层表面出现磨损程度不同的合金基体组织，出现了犁沟特征，产生一定程度的切削磨损[8]。