陶瓷喷涂涂层的摩擦磨损性能
陶瓷喷涂涂层和45钢和橡胶的干摩擦磨损表面的SEM形貌。从（a）可以看出，在干摩擦条件下，涂层的界面处出现高温。A、B、C区的能谱分析表明，元素的比例基本相同。可以看出，当涂层磨损时，橡胶材料没有熔化，但是由于高温，涂层材料的硬度降低，并且涂层表面的接触应力高。在进一步的接触中，当裂纹继续扩展时，将发生分层，并且分层将形成凹坑并暴露出包含未熔颗粒的新的表面层，(b)所示。由于涂层中含有少量未熔颗粒，颗粒脱落并形成小面积的磨粒磨损，导致小沟。
（c）示出45个钢圈的表面具有明显的燃烧痕迹和深沟。图4示出D区域的碳含量高于E区域中的碳含量。这表明摩擦热能引起接触区表面闪烁温度，导致接触区橡胶材料少量熔融，胶粘剂磨损严重。.
所示，涂层环和试样的磨损损失和磨痕宽度分别为0.001g和6.91mm，小于45个钢环。结果表明，Al2O3-40%TiO2涂层可提高零件的耐磨性，减少磨损材料的磨损。
根据以上分析，在干摩擦条件下，产生的热量不能及时释放，应力集中于涂层的缺陷或晶界，如孔隙，容易产生微裂纹。这些裂纹沿缺陷或晶界生长并形成网状裂纹。涂层具有层状堆叠结构，裂纹形成分层剥离坑。涂层中的未熔颗粒在摩擦和裂纹共同作用下脱落，进入摩擦界面，形成三体磨粒磨损。由于涂层的高硬度，在磨损过程中产生小的沟槽。45钢磨损产生的热量使钢与橡胶之间发生化学反应，形成粘着磨损。深槽产生是因为碎片的硬度等于钢的硬度。因此，涂层的磨损和磨损宽度低于45钢的磨损和磨损宽度。涂层磨损主要为层状剥落，伴有少量的磨粒磨损，而45钢的磨损主要为粘着磨损。
由于船用泵轴类零件大多采用调质45钢制成，为了证明该涂层提高了45钢的耐磨性，选择了调质45钢作为对比。Al2O3-40%TiO2涂层和45钢的摩擦系数与载荷之间的关系如图5所示。从图中可以看出，在2、3和4N载荷下，涂层的摩擦系数分别为0.54、0.52和0.53，而钢的摩擦系数分别为0.58、0.57和0.55。结果表明，摩擦系数随载荷的增加而减小。载荷的增加引起涂层与基体之间的塑性变形，导致球与磨削试样的接触面积增加，摩擦系数降低。在相同条件下，涂层的摩擦系数小于45钢，表明涂层的耐磨性优于45钢。在摩擦磨损过程中，涂层的表面硬度高、承载能力强、摩擦阻力小，比45钢具有更低的摩擦系数。
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