基于正交試驗(yàn)法的超音速等離子噴涂鉬涂層組織及性能研究

劉貴民，楊忠須，張一帆，閆濤，魏敏

（1.裝甲兵工程學(xué)院裝備再制造工程系，北京100072；2.北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京100083；3.北京福銳克森熱噴涂科技有限公司，北京102200）

基于正交試驗(yàn)法的超音速等離子噴涂鉬涂層組織及性能研究

劉貴民1，楊忠須1，張一帆2，閆濤1，魏敏3

（1.裝甲兵工程學(xué)院裝備再制造工程系，北京100072；2.北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京100083；3.北京福銳克森熱噴涂科技有限公司，北京102200）

為了探索電磁軌道炮軌道材料45CrNiMoVA鋼表面耐磨強(qiáng)化的可能，運(yùn)用超音速等離子噴涂技術(shù)在45CrNiMoVA鋼表面制備了鉬涂層，結(jié)合正交試驗(yàn)法對(duì)噴涂參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，研究了噴涂參數(shù)對(duì)涂層性能的影響規(guī)律、綜合性能最佳時(shí)涂層的組織和性能。結(jié)果表明：噴涂電壓115V、噴涂電流380A、氬氣流量130L/min、噴涂距離100mm時(shí)涂層具有最佳綜合性能，其導(dǎo)電率為6.01%IACS，表觀孔隙率低至0.12%，顯微硬度及內(nèi)聚強(qiáng)度分別高達(dá)482.3HV0.1和52.1MPa；涂層在輕載荷低頻率（5N、5Hz）下的磨損率略低于基體，但在重載荷高頻率（20N、20Hz）下的磨損率僅為基體50%左右，表現(xiàn)出良好的耐磨性能，其磨損機(jī)理均為粘著磨損和氧化磨損。

兵器科學(xué)與技術(shù)；超音速等離子噴涂；45CrNiMoVA；鉬涂層；正交試驗(yàn)；組織；性能

0 引言

電磁軌道炮是一種新概念動(dòng)能武器，其具有出膛速度高、威力大、射程遠(yuǎn)、安全性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為世界各軍事強(qiáng)國(guó)的研究重點(diǎn)［1］。然而，電磁軌道炮軌道材料的使用壽命一直是制約其走向戰(zhàn)略應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)難題，究其原因在于發(fā)射過(guò)程中膛內(nèi)復(fù)雜的機(jī)械、電氣及熱應(yīng)力使得軌道材料表面出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損失效［2-4］。

超音速等離子噴涂是一種利用“非轉(zhuǎn)移”等離子弧與高速氣流混合后的“擴(kuò)展弧”得到的穩(wěn)定超音速等離子焰流的熱噴涂技術(shù)，其焰流溫度最高可達(dá)10000℃以上，噴涂過(guò)程中粒子飛行速度可達(dá)600m/s以上，采用該技術(shù)制備的涂層組織結(jié)構(gòu)致密、表觀孔隙率低且結(jié)合強(qiáng)度高，為滿足新一代耐高溫抗磨損的高熔點(diǎn)涂層材料提供了技術(shù)支持。本文采用超音速等離子噴涂技術(shù)，將高熔點(diǎn)（2620℃）、高硬度、高強(qiáng)度、低熱膨脹、耐腐蝕且耐高溫沖擊等綜合性能優(yōu)異的稀有金屬鉬作為熱噴涂原料，結(jié)合正交試驗(yàn)進(jìn)行噴涂參數(shù)優(yōu)化，對(duì)電磁軌道炮軌道材料45CrNiMoVA鋼表面進(jìn)行噴涂強(qiáng)化，提升其表面摩擦磨損性能，以期抑制軌道表面摩擦磨損失效，延長(zhǎng)服役壽命，同時(shí)也為失效軌道的回收再制造應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)材料

采用裝備再制造技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的HEP-Jet超音速等離子噴涂系統(tǒng)制備鉬涂層，噴涂原料為北京桑堯技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的純鉬粉（牌號(hào)SY-211、純度≧99.9%、粒徑范圍45～96μm），其主要雜質(zhì)成分及微觀形貌分別如表1及圖1所示，基體材料為綜合力學(xué)性能優(yōu)異的45CrNiMoVA鋼（860℃～880℃淬火、420℃～440℃回火:工件在300℃入爐，然后隨爐升溫，650℃± 10℃，預(yù)熱1h；奧氏體化溫度850℃±10℃，保溫0.8h，油冷；工件在300℃入爐，然后隨爐升溫，回火溫度430℃±10℃，保溫2.5h，空冷），其主要化學(xué)成分及力學(xué)性能［5-6］見(jiàn)表2及表3，試樣線切割尺寸為φ25.4mm×10mm及φ20mm×10mm× 10mm，所有試樣噴涂前均經(jīng)過(guò)乙醇超聲清洗10min以去除表面油污，隨后進(jìn)行表面噴砂粗化。

表1　鉬粉主要雜質(zhì)成分（質(zhì)量百分比）Tab.1 Major impurity elements of Mo powder（wt%）%

圖1　鉬粉的微觀形貌（放大4000倍）Fig.1 Microphotography of Mo powder（4 000×）

表2　45CrNiMoVA鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量百分比）Tab.2 Chemical composition of 45CrNiMoVA steel（wt%）%

表3　45CrNiMoVA鋼的力學(xué)性能Tab.3 Mechanical properties of 45CrNiMoVA steel

1.2試驗(yàn)方案

選用4因素3水平正交表對(duì)超音速等離子噴涂參數(shù)中關(guān)鍵的噴涂電壓、噴涂電流、氬氣流量及噴涂距離進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，其他噴涂參數(shù)為氫氣流量14L/min、送粉率40g/min、噴涂角度90°.各因素水平表見(jiàn)表4，正交試驗(yàn)方案如表5所示。

表4　正交試驗(yàn)因素水平表Tab.4 Factors and levels for orthogonal experiment

表5　正交試驗(yàn)方案表Tab.5 Orthogonal experimental scheme

1.3性能測(cè)試

采用Nava NanoSEM450/650場(chǎng)發(fā)射型超高分辨率掃描電鏡（SEM）對(duì)涂層表面、截面及拉伸斷面進(jìn)行顯微形貌表征；使用配備的X-Max80型X射線能譜儀測(cè)定涂層內(nèi)各元素質(zhì)量的百分比。采用D8Advance型X射線衍射儀（XRD）測(cè)定涂層的相結(jié)構(gòu)。表觀孔隙率運(yùn)用ImagJ圖像處理軟件來(lái)計(jì)算。在不同區(qū)域、同等放大倍數(shù)下隨機(jī)選取10張涂層SEM截面照片，然后采用基于灰度法的方法對(duì)每張照片進(jìn)行表觀孔隙率計(jì)算，取其算術(shù)平均值作為涂層的表觀孔隙率。采用Micromet-6030型自動(dòng)顯微硬度計(jì)測(cè)量涂層截面的顯微硬度值，每個(gè)樣品各取10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，最終的測(cè)定值采用截尾平均值，測(cè)定參數(shù)為:載荷0.1kg，加載時(shí)間10s.采用CRESBOX四探針電阻測(cè)試儀測(cè)定涂層的導(dǎo)電性，涂層結(jié)合強(qiáng)度采用膠結(jié)拉伸法在CMT4105微機(jī)電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上測(cè)量，取3次測(cè)量的算數(shù)平均值。涂層及基體的摩擦磨損試驗(yàn)在CETR-3型多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行，電磁炮實(shí)際工作環(huán)境中導(dǎo)軌與電樞是一對(duì)摩擦副，電磁炮電樞的材料是鋁合金，鋁合金硬度較低，使用鋁合金球作為對(duì)磨件會(huì)導(dǎo)致對(duì)磨件磨損嚴(yán)重，因此選擇硬度較高的φ4mm的ZrO2陶瓷球作為對(duì)磨件，采用往復(fù)式摩擦磨損形式，試驗(yàn)載荷5N、20N，滑動(dòng)頻率5Hz、20Hz，單次行程4mm，摩擦?xí)r間30min.涂層與基體的磨損體積由LextOLS型高精度三維形貌儀測(cè)量。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1正交試驗(yàn)分析

2.1.1噴涂參數(shù)對(duì)涂層微觀形貌的影響

圖2為正交試驗(yàn)中表5各組試樣所對(duì)應(yīng)的鉬涂層顯微形貌。由圖2可知，采用超音速等離子噴涂可成功獲得結(jié)合可靠且組織均勻的鉬涂層。且噴涂參數(shù)對(duì)涂層孔隙數(shù)量具有較大的影響，其中c、g號(hào)涂層的黑色點(diǎn)狀孔隙數(shù)量最少，對(duì)應(yīng)表6可知，c、g號(hào)的噴涂功率處于中間值44kW附近，其氬氣流量均處于最大值（130L/min），這說(shuō)明噴涂功率處于適中值且氬氣流量最大時(shí)，鉬粉顆粒的熔融效果較好，以致涂層層片間的搭接效果較好。

當(dāng)噴涂功率小時(shí)，鉬粉顆粒未得到充分熔化，導(dǎo)致噴向基體時(shí)形成的涂層的孔隙較多；當(dāng)功率大時(shí)，被充分熔化的顆粒溫度非常高，可能會(huì)被等離子焰流霧化成液滴，導(dǎo)致噴向基體時(shí)形成的涂層的孔隙也相對(duì)較多。因此，噴涂功率處于中間值融熔效果好［7］。氬氣流量的大小將直接影響到等離子焰流的熱焓和流速，進(jìn)而影響粉末沉積效率和涂層空隙率等。在噴涂功率一定，主氣流量過(guò)小時(shí)，焰流軟弱無(wú)力，溫度下降，流速降低，粉末熔化變形均不好，造成融熔效果差，隨著氬氣流量增大，焰流強(qiáng)勁，溫度升高，流速加快，粉末融熔效果好。

2.1.2正交試驗(yàn)的直觀分析

為了進(jìn)一步分析各噴涂參數(shù)對(duì)涂層各性能的影響規(guī)律，根據(jù)選用的4大指標(biāo)得出如表6所示的正交試驗(yàn)直觀分析結(jié)果及對(duì)應(yīng)因素的極差。由表6可知影響涂層顯微硬度、表觀孔隙率、結(jié)合強(qiáng)度及導(dǎo)電率大小的噴涂參數(shù)主次分別為DBCA、CDAB、CADB、DACB，對(duì)應(yīng)的較佳噴涂參數(shù)組合分別為A1B2C1D3、A3B1（B3）C2D1、A2B2C3D2、A1B2C1D2.

2.2優(yōu)化后的涂層性能

2.2.1基本性能

圖3為鉬涂層表面未經(jīng)研磨處理的SEM微觀形貌圖。由圖3可見(jiàn)涂層表面因缺乏后續(xù)飛行粒子的撞擊夯實(shí)作用而較為粗糙，整個(gè)表面呈高低起伏狀與局部平整光滑狀相間的皺褶結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，熱噴涂涂層的制備過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)中間突出、邊沿平整的“類草帽”結(jié)構(gòu)。涂層表面高低起伏狀區(qū)域的放大圖3（b）中存在明顯可見(jiàn)的“類草帽”結(jié)構(gòu)，同時(shí)在圖3（b）中觀察到微小的孔隙及裂紋。微孔隙形成的原因?yàn)橥繉訉悠罱舆^(guò)程中因搭接不牢固、粒子撞擊鋪張不充分或氣體的卷入所致；導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)原因有兩個(gè)方面:一為“類草帽”結(jié)構(gòu)形成前邊沿液態(tài)金屬的持續(xù)鋪展拉伸，二為急速冷卻過(guò)程中的熱應(yīng)力所致［8］。

圖4為鉬涂層截面經(jīng)研磨拋光且超聲清洗后不同倍數(shù)下的SEM微觀形貌圖。由圖4可知涂層均勻致密，經(jīng)測(cè)涂層表觀孔隙率低至0.12%，涂層平均厚度為336.8μm，與正交試驗(yàn)各組相比，表觀孔隙率達(dá)到最低。涂層整體分為占絕大部分的亮色區(qū)域和散落或連續(xù)相間分布于亮色區(qū)域B的暗色區(qū)域A，從放大后的圖4（b）可進(jìn)一步看出涂層亮色區(qū)域相對(duì)暗色區(qū)域要光滑平整，相對(duì)粗糙的暗色區(qū)域內(nèi)有白亮的硬質(zhì)點(diǎn)存在（圓圈所示），同時(shí)可發(fā)現(xiàn)暗色區(qū)域內(nèi)有散落的微孔隙存在。暗色區(qū)域形貌進(jìn)一步放大表征如圖4（c）所示，由圖4（c）可見(jiàn)暗色區(qū)域呈有趣的“米粒”堆垛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)原始粉末的團(tuán)聚多孔結(jié)構(gòu)及涂層表面形貌可知粉體粒度不均熔融不充分，噴涂過(guò)程中存在大量未熔或者半熔顆粒，容易導(dǎo)致粒子間的弱結(jié)合，從而在拋磨過(guò)程中形成脫落導(dǎo)致圖4中A類區(qū)域結(jié)構(gòu)疏松，呈現(xiàn)出堆垛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形貌。圖4（d）為涂層與基體黏接界面，由圖4（d）可見(jiàn)，黏接界面未見(jiàn)任何粗大孔隙或裂紋，涂層與基體鉚接牢固可靠，熔融的液滴狀粒子超音速飛行撞擊經(jīng)粗化的基體表面，迅速鋪展并冷卻后與基體產(chǎn)生良好的“機(jī)械鉚合”，再經(jīng)后續(xù)超音速態(tài)粒子的撞擊夯實(shí)作用強(qiáng)化，因而未出現(xiàn)類似火焰噴涂或普通等離子噴涂鉬涂層那樣的層狀結(jié)構(gòu)和結(jié)合界面存在孔隙或裂紋缺陷等［9-10］。

表6　正交試驗(yàn)分析結(jié)果Tab.6 Results of orthogonal experiment

圖5為最優(yōu)噴涂參數(shù)組合制備的鉬涂層與噴涂原料鉬粉的XRD對(duì)比圖譜。由圖5對(duì)比可見(jiàn)，涂層基本上由鉬相及MoO2相組成，說(shuō)明涂層發(fā)生了少量的氧化，在忽略涂層內(nèi)極少量的雜質(zhì)前提下，將涂層視為兩相成分，可根據(jù)XRD定量分析中的K值法［11］計(jì)算:

式中:I為衍射強(qiáng)度；K為常數(shù)；W為質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Al2O3為標(biāo)樣。將（1）式、（2）式簡(jiǎn)化，得到

根據(jù)粉末衍射文件（PDF）卡片及圖5的XRD圖譜可知，衍射強(qiáng)度為2490，鉬的衍射強(qiáng)度為16659，鉬的K值為7.38，MoO2的K值為8.49（不同種相結(jié)構(gòu)具有不同的K值，上述數(shù)據(jù)從PDF標(biāo)準(zhǔn)卡片中獲得）。

計(jì)算可得，MoO2及鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為11.5%及88.5%.

圖2　正交試驗(yàn)各組涂層的顯微形貌（放大400倍）Fig.2 Microphotography of Mo coating in orthogonal experiment（400×）

涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果如表7所示。由表7可知，3組測(cè)試試樣的斷裂方式均為層間斷裂（宏觀斷口如圖6所示），即斷裂位置為涂層內(nèi)部而非涂層與基體的結(jié)合位置，所測(cè)的數(shù)據(jù)屬于內(nèi)聚強(qiáng)度，其平均值高達(dá)52.1MPa，這也說(shuō)明涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度高于52.1MPa，采用優(yōu)化后的噴涂參數(shù)組合可進(jìn)一步提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度。

表7　涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果Tab.7 Bonding strength test results of coating

圖3　鉬涂層表面SEM微觀形貌Fig.3 SEM photograph of Mo coating surface

圖4　鉬涂層截面SEM微觀形貌Fig.4 Cross-section SEM photograph of Mo coating

圖5　鉬涂層與噴涂原料鉬粉的XRD圖譜Fig.5 XRD patterns of Mo coating and Mo powder

圖6　鉬涂層拉伸失效的宏觀斷口Fig.6 Macroscopic fracture of Mo coating

經(jīng)測(cè)量涂層的導(dǎo)電率為6.01%IACS，工業(yè)多晶純鉬的電導(dǎo)率約為純銅的30%左右，鉬的電阻率還與金屬的組織有關(guān)，強(qiáng)烈變形狀態(tài)鉬的電阻率比退火態(tài)高10%～15%，即電導(dǎo)率下降10%～15%.超音速熱噴涂鉬涂層是高速飛行撞擊變形鋪展后迅速凝固而成，即處于強(qiáng)烈變形狀態(tài)下，因而涂層導(dǎo)電率的參考值應(yīng)為15%～20%IACS左右。Vaidya等［9］提出表面致密度是決定涂層電阻率的關(guān)鍵因素，涂層的電阻率一般隨表面致密度增加而增加。Vaidya等［9］通過(guò)噴涂不同厚度的鉬涂層發(fā)現(xiàn):涂層在＜200μm的低厚度體系下表面致密度隨涂層厚度增加而增加，二者呈近似線性關(guān)系；而在大厚度體系中，經(jīng)研磨減薄后電阻率未發(fā)生大的變化，由此可見(jiàn)高厚度鉬涂層的導(dǎo)電性在厚度中不存在梯度變化。因本試驗(yàn)涂層厚度控制在0.3～0.5mm內(nèi)，屬于大厚度體系，即涂層導(dǎo)電性是均勻分布的，與所有的正交試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果一致，涂層導(dǎo)電性均處于4%～8% IACS之間，低于參考值。這可能和涂層與冷卻氣體接觸不可避免地生成氧化物有關(guān)，氧化物的存在降低了涂層本身的導(dǎo)電性能，因而所制備的高厚度體系鉬涂層導(dǎo)電率較低。

涂層與基體顯微硬度的測(cè)試結(jié)果列于表8.

2.2.2摩擦磨損性能與失效機(jī)制

圖7為涂層與基體在兩種不同滑動(dòng)摩擦條件下的磨損率。由圖7可見(jiàn):涂層與基體在輕載荷、低頻率時(shí)的磨損率均比較小，但涂層的磨損率（5× 104μm3/（N·m））略小于基體（6.9×104μm3/（N·m）），其耐磨性比基體稍好；重載荷、高頻率時(shí)，涂層與基體的磨損率均明顯上升，其磨損率分別為1.32× 106μm3/（N·m）和2.87×106μm3/（N·m），基體的磨損率約為涂層的2倍多，因而其耐磨性比涂層差。磨損率數(shù)據(jù)說(shuō)明采用超音速等離子噴涂在45CrNiMoVA鋼表面制備鉬涂層可以強(qiáng)化其表面抗摩擦磨損性能。球盤式摩擦為點(diǎn)接觸式摩擦，重載荷、高頻率的滑動(dòng)摩擦條件下，意味著被磨材料承受著巨大的壓強(qiáng)且摩擦副相對(duì)高速滑動(dòng)，磨損率的數(shù)據(jù)顯示，涂層在該環(huán)境下的耐磨性強(qiáng)于基體，說(shuō)明采用超音速等離子熱噴涂鉬涂層以強(qiáng)化電磁軌道炮表面摩擦磨損性能具有一定的應(yīng)用前景。

表8　涂層與基體顯微硬度測(cè)試結(jié)果Tab.8 Microhardness test results of coating and substrate

圖7　涂層與基體的磨損率Fig.7 Wear rates of Mo coating and substrate

圖8、圖9分別為涂層在兩種不同滑動(dòng)摩擦條件下磨損表面形貌。由圖8可知，涂層在輕載荷、低頻率摩擦條件下的磨損表面存在或大或小深度較淺的層片剝落坑，還可觀察到垂直于摩擦面的微孔隙。表明輕載荷、低頻率摩擦條件下磨損失效機(jī)制是點(diǎn)蝕和剝落失效。由圖9可知，重載荷、高頻率下涂層的磨損表面出現(xiàn)大的剝落坑，還觀察到了大量的層狀形貌，表明重載荷、高頻率下涂層的磨損失效機(jī)制為分層失效［12］。

輕載荷、低頻率條件下，涂層在磨損過(guò)程中，摩擦副間微凸體的斷裂，局部的塑性變形和摩擦接觸區(qū)的微觀滑移以及硬質(zhì)磨粒的磨削［13］，都導(dǎo)致了點(diǎn)蝕坑的形成。點(diǎn)蝕有時(shí)候會(huì)伴隨著涂層內(nèi)部層狀結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂和剝離的跡象，從而導(dǎo)致比點(diǎn)蝕坑面積更大的剝落坑形成。

重載荷、高頻率條件下，法向載荷增大的作用，除了在涂層表面構(gòu)成較大的犁削應(yīng)力外，在涂層次表面形成了最大剪切應(yīng)力，導(dǎo)致亞表層易產(chǎn)生剪切塑性變形及位錯(cuò)，并不斷積累進(jìn)而形成微裂紋而引起亞表層發(fā)生涂層分層現(xiàn)象［14］。

圖8　輕載荷和低頻率（5N、5Hz）下涂層磨損表面形貌（放大1200倍）Fig.8 Worn surface of Mo coating at 5 N load and 5 Hz frequency（1 200×）

圖9　重載荷和高頻率（20N、20Hz）下涂層磨損表面形貌（放大1200倍）Fig.9 Worn surface of Mo coating at 20 N load and 20 Hz frequency（1 200×）

3 結(jié)論

1）噴涂電壓115V、噴涂電流380A、氬氣流量為130L/min、噴涂距離100mm時(shí)涂層具有最佳綜合性能。

2）最優(yōu)涂層由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.5%的鉬及11.5%的MoO2組成，其表面由平整熔融區(qū)及“類草帽”的半熔融區(qū)組成，截面則分為“米?！倍讯饩W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的富氧暗色區(qū)和光亮平滑的貧氧亮色區(qū)；涂層導(dǎo)電率、表觀孔隙率、顯微硬度及內(nèi)聚強(qiáng)度分別為6.01%IACS、0.12%、482.3HV0.1及52.1MPa.

3）輕載荷、低頻率下，涂層的磨損率略小于基體，涂層的磨損失效機(jī)制為點(diǎn)蝕和剝落失效；重載荷、高頻率下，涂層的磨損率約為基體的一半，表現(xiàn)出良好的耐磨性能，涂層的磨損失效機(jī)制為分層失效。

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Research on Microstructure and Properties of Supersonic Plasma Sprayed Mo Coating based on Orthogonal Experiment

LIU Gui-min1，YANG Zhong-xu1，ZHANG Yi-fan2，YAN Tao1，WEI Min3
（1.Department of Equipment Remanufacturing Engineering，Academy of Armoured Forces Engineering，Beijing 100072，China；2.School of Materials Science and Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China；3.Beijing Furui Kesen Spraying Technology Co.，Ltd.，Beijing 102200，China）

In order to explore the anti-wear reinforcement of the surface of 45CrNiMoVA which acts as rail materials for electromagnetic railgun，Mo coating on 45CrNiMoVA surface was prepared by supersonic plasma spraying technology.The spray parameters are optimized by orthogonal experiment，and the effects of spray parameters on the properties of coating and the structure and properties of the optimal coating are discussed.The research results show that the coating has the best integrative property when spray voltage is 115 V，spray current is 380 A，Ar gas flow rate is 130 L/min，and spray distance is 100 mm.The conductivity，porosity，microhardness and adhesive strength of the optimal Mo coating are 6.01%IACS，0.12%，482.3 HV0.1and 52.1 MPa，respectively.The wear rate of optimal Mo coating is slightly lower than that of substrate at 5 N load and 5 Hz frequency，while its wear rate is only around half as that of substrate at 20 N load and 20 Hz frequency，and the wear mechanism is adhesive wear and oxidative wear.

ordnance science and technology；supersonic plasma spraying；45CrNiMoVA；Mo coating；orthogonal experiment；structure；property

TG174.442

A

1000-1093（2016）08-1489-08

10.3969/j.issn.1000-1093.2016.08.022

2016-01-06

裝備再制造技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目（9140C8502010C85）

劉貴民（1971—），男，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail:liuguimin1971@sina.com