摘要：采用激光等離子噴涂技術(shù)在已失效的高溫球閥基體材料上制備 Al2O3-TiO2 與 WC-Co 金屬陶瓷涂層，在摩擦磨損試驗機上時涂層的耐磨粒磨損性能進行研究，利用掃描電鏡、光學顯微鏡對涂層的顯微組織結(jié)構(gòu)、磨損表面及其相組進行分析，并采用維氏顯微硬度計、WE-50 型液壓拉伸驗機和箱式電熱爐對涂層的顯微硬度、結(jié)合強度及杭熱震性進行測試。結(jié)果表明 Al2O3-TiO2 金屬陶瓷涂層的綜合性能最好，可以用于失效高溫球閥的再制造。
近年來，激光等離子噴涂技術(shù)應用于機械零部件再制造研究已引起了廣泛的關注。采用激光等離子噴涂耐磨材料覆蓋磨蝕表面，不僅可以恢復使用失效的零件，而且可以提高材料的使用壽命，具有重要的應用價值和較好的經(jīng)濟效益。金屬硬密封球閥能適用于高溫、高壓工況，具有流動阻力小、啟閉迅速、使用壓力、溫度范圍廣等特點。但是，當通過球閥介質(zhì)為液固或氣固混合物料且固體顆粒硬度又很高時，球閥球體和閥體密封面對耐磨性能要求較高，特別是氣固混合介質(zhì)引起的球體與閥座間的干摩擦，極易造成密封面的過度磨損或拉傷而最終導致失效。某企業(yè)重整催化劑再生系統(tǒng)采用美國某公司的高溫球閥，其壽命短則幾天，長則不到 1 個月。目前，解決的辦法是更換球閥或?qū)η蝮w和閥座密封面進行研磨后重新投入使用，但如此頻繁地更換或維修，不僅增加了生產(chǎn)成本和維護人員的勞動強度，且每年因閥門頻繁失效，造成停工、檢修所帶來的經(jīng)濟損失達數(shù)百萬元。為此，筆者采用激光等離子噴涂技術(shù)，在高溫球閥閥芯材料表面制備出 Al2O3-TiO2 與 WC-Co 金屬陶瓷涂層，并對涂層的耐磨損性能機理和高溫綜合性能進行了研究。
1 試樣制備及試驗方法
1.1 涂層試樣制備
試驗采用閥芯球體材料 40Cr13 馬氏體不銹鋼作為噴涂基體材料，尺寸為 Φ60mm×15mm；其化學成分（以質(zhì)量分數(shù)計，下同）為：0.38% C、0.62% Si、0.80% Mn、0.050% P、0.030% S、12.87% Cr。經(jīng)檢測，閥芯球體已經(jīng)過淬火及低溫回火處理，其組織為回火馬氏體，硬度 512~545HV0.2。
等離子噴涂喂料分別為納米 Al2O3-13% TiO2 與 WC-12% Co 粉末，其粉末粒度為 50~500nm。采用美國 Sulzer2MetCo 大氣等離子噴涂系統(tǒng)及 F42MB 型噴槍制備涂層，2 種涂層的厚度均約為 50μm。
1.2 涂層性能測試
