摘要：采用激光等離子噴涂技術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構、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、結合強度及杭熱震性進行測試。結果表明 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對球體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，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
