摘要：目的研究铜的添加对Al2O3涂层摩擦磨损性能的影响。方法采用等离子喷涂技术在20钢表面分别制备Al2O3和Cu-Al2O3涂层。对两种涂层显微硬度、结合强度、摩擦磨损性能进行对比研究,并分析涂层的相组成、组织结构、磨损形貌。结果 Al2O3原始粉末含有α-Al2O3相,制成涂层后有γ-Al2O3新相生成。Cu-Al2O3原始粉末主要由Cu、α-Al2O3相组成,所制备Cu-Al2O3涂层有γ-Al2O3和Cu2O新相生成。两种涂层均由基体、粘结层、涂层组成,各层之间有明显的界面,层与层之间结合良好。Cu-Al2O3涂层较Al2O3涂层孔隙、微裂纹减少。添加铜后,结合强度明显提高,Al2O3涂层的结合强度为7.56 MPa,Cu-Al2O3涂层的结合强度为15.96 MPa,而显微硬度变化不大。Cu-Al2O3涂层的摩擦系数明显降低,且波动幅度较小;磨损率为5.93×10-4mm3/m,比Al2O3涂层降低了14.68%。与Al2O3涂层相比,Cu-Al2O3涂层磨痕处剥落坑面积减小,磨损表面比较平整,剥落现象减轻,主要磨损机制为剥落。结论铜的添加改善了Al2O3涂层的摩擦磨损性能。

关键词：等离子喷涂 摩擦系数 磨损率 耐磨性 

单位：河南科技大学材料科学与工程学院; 河南洛阳471023; 河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室; 河南洛阳471023