表面处理技术是控制活塞杆表面磨损和腐蚀的常用手段，其方法大致可以分为三类：其一是改变材料表层的化学成分，主要有化学热处理、激光重熔复合、离子注入等；其二是改变表面材料的微观组织结构，主要有喷丸、纳米化等；其三是在材料表面复合一层性能更佳的材料，主要有镀层金属、热喷涂、轧制复合金属等。目前应用在活塞杆表面防护方面主要是在其表面镀上一层硬铬并抛光，具有硬度高，耐磨、耐蚀性能好的特点。但是，含铬的废水和废气严重致癌，是国家严格控制的排放物，这对环境和生产工人的危害极大[5]。所以，改变活塞杆表面防护的方法就是本课题重点研究的内容。

在表面工程领域中，热喷涂是提高材料表面性能的一种十分重要的技术，约占表面工程技术的三分之一[6]。热喷涂是指涂层材料（粉末或丝材）经过某种热源，如等离子弧、燃烧火焰、电弧等使之达到熔化或半熔化状态，并以一定的速度喷射到经过预处理的基体表面，形成具有各种功能的连续致密涂层的一种技术。在热喷涂中，等离子喷涂是其最主要的一项工艺和方法，该技术的喷涂温度极高，几乎可以熔化所有的涂层材料。该方法制备的涂层组织细密，氧化物含量和孔隙率较低，涂层与基体间的结合形式除以机械结合为主外，还可以产生微区结合和物理结合，涂层结合强度较高。论文网

本文采用NiCrBSi涂层材料对2Cr13不锈钢活塞杆表面进行等离子喷涂，对制备好涂层进行重熔处理。借助SEM、EDS和XRD对喷涂态涂层和重熔态涂层的微观组织结构、形貌及涂层成分进行分析，通过测试对比上述涂层结合强度、显微硬度、孔隙率和耐腐蚀性来综合评定涂层的性能。

1。2 等离子喷涂技术概述

1。2。1 等离子喷涂基本原理

等离子喷涂技术是热喷涂技术的重要分支，也是表面工程领域的重要组成部分。近几十年来，等离子喷涂技术得到了快速的发展，人们又开发了几种新型的等离子喷涂技术，如真空等离子喷涂、水稳等离子喷涂和气稳等离子喷涂等极大地扩展了热喷涂的应用范围。由于等离子弧具有温度高、能量集中、焰流速度高的特点，并且能够制备出各种高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化、耐腐蚀的功能涂层，因此在航空、航天、原子能等工业领域得到了广泛的运用。

大气等离子喷涂工作原理如图1。1所示[7]。等离子喷涂技术是采用刚性非转移型等离子为热源，以喷涂粉末材料为主的热喷涂方法。喷枪的电极(阴极)和喷嘴(阳极)分别接整流电源的负、正极，向喷枪供给工作气体，通过高频火花引燃电弧，气体被加热到很高的温度(约15000K)而电离[8]，在机械压缩效应、自磁压缩效应和热压缩效应的作用下，从喷嘴喷出，形成高温高速等离子射流。送粉气流推动粉末进入等离子射流后，被迅速加热和加速，形成熔融或半熔融的粒子束，撞击到经预处理的基材表面，在基体表面流散、变形、凝固，后来的熔融粒子又在先前凝固的粒子上层层叠压，形成涂层[9]。

图1-1 等离子喷涂制备涂层示意图

1。2。2 等离子喷涂涂层形成过程

    等离子喷涂形成涂层的过程一般经历四个阶段：喷涂材料加入熔化阶段、雾化阶段、飞行阶段和碰撞阶段[10]。如图1-2为涂层形成的过程示意图。

   （1）加热熔化阶段

当喷涂材料为线（棒）材时，喷涂过程中，线材的端部连续不断地进入热源高温区被加热熔化，形成熔滴；当喷涂材料为粉末时，粉末材料直接进入热源高温区，在行进的过程中被加热至熔化或半熔化状态。