Właściwości tribologiczne powłok Al2O3 + TiO2 wytworzonych metodą natryskiwania plazmowego proszkowego

In the paper the results of tribological, microscopic, and mechanical research of Al2O3 + TiO2 coatings manufactured by plasma spraying are presented. The feeding material was a powder Al2O3 + 13 wt.% TiO2 (Metco 6221, OerlikonMetco) with grain size – 45 ± 15 μm. The cylinder substrates made from stainless steel (X5CrNi18-10) had a diameter equal to 25 mm and 2 mm of thickness. The variable spray parameters were plasma torch velocity in terms of substrate and spray distance. The morphology of obtained coatings was tested by scanning electron microscope (SEM), and the microstructure was investigated by light optical microscopy (LOM) and SEM. The results of mechanical properties examinations revealed the dependence of the microhardness and fracture toughness on the spray parameters. Tribological examinations were made in the ball-on-disc mode in technical dry friction conditions. Two loads were used, 5 N and 10 N. Based on the carried out tests, it could be concluded that a shorter spray distance and a reduction of the torch velocity allows one to achieve a more compact structure, which is characterized by good adhesion at the coating-substrate interface (in range from 11 to 14 MPa) and good wear resistance.W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych, mikroskopowych oraz mechanicznych powłok Al2O3 + TiO2 natryskanych cieplnie metodą plazmową. Materiałem na powłoki był proszek Al2O3 + 13% wag. TiO2 (Metco 6221, OerlikonMetco) o rozkładzie wielkości cząstek -45 ±15 μm. Jako podłoże zostały użyte krążki ze stali austenitycznej X5CrNi18-10. Zmiennymi parametrami procesu była prędkość przesuwania palnika plazmowego względem podłoża oraz odległość palnika od natryskiwanej powierzchni. Morfologię otrzymanych powłok badano przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), natomiast badania mikrostruktury przeprowadzono przy użyciu mikroskopu świetlnego oraz SEM. Badania właściwości mechanicznych wykazały zależność twardości oraz odporności na kruche pękanie (KC) od zastosowanych parametrów natryskiwania. Badania tribologiczne wykonano w styku kula–tarcza w warunkach tarcia suchego (technicznie). Zastosowano obciążenie 5 N oraz 10 N. Na podstawie przeprowadzonych badań można wnioskować, że skrócenie odległości natryskiwania oraz zmniejszenie prędkości przesuwu palnika względem podłoża pozwala uzyskać zwartą strukturę, która charakteryzuje się dobrą przyczepnością na styku powłoka–podłoże (w zakresie od 11 do 14 MPa) oraz dobrą odpornością na zużycie ścierne