Tối ưu hóa các thông số quá trình phun Plasma để nâng cao độ bám dính của lớp phủ Al₂O₃-40TiO₂

ISSN 2354-0575
 TỐI ƯU HÓA CÁC THÔNG SỐ QUÁ TRÌNH PHUN PLASMA
 ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ BÁM DÍNH CỦA LỚP PHỦ Al2O3-40TiO2
 Bùi Văn Khoản, Đoàn Thanh Hòa
 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên
 Ngày tòa soạn nhận được bài báo: 15/03/2020
 Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 10/05/2020
 Ngày bài báo được duyệt đăng: 02/06/2020
Tóm tắt:
 Độ bám dính của lớp phủ phun nhiệt có vai trò quyết định đến tuổi thọ làm việc của chi tiết trong điều 
kiện chịu mài mòn. Ngoài các yếu tố liên quan đến tính chất vật liệu thì thông số quá trình phun ảnh hưởng 
rất lớn đến khả năng bám dính của lớp phủ với kim loại nền. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tối 
ưu hóa các thông số phun Plasma bao gồm: Cường độ dòng điện (I), Tốc độ cấp bột (M), khoảng cách phun 
(L) đến độ bám dính của lớp phủ Al2O3-TiO2 hệ (60-40)% trên nền thép tấm phẳng C45. Phương pháp 
Taguchi và kỹ thuật ANOVA (Analysis of variance) được sử dụng để tối ưu hóa và đánh giá ảnh hưởng của 
các thông số phun tới độ bền bám dính của lớp phủ với nền kim loại. Kết quả cho thấy, với bộ thông số: I = 
600A, M = 1,7 kg/h, L = 110 mm cho lớp phủ có độ bám dính lớn nhất với 58,2 MPa. Thứ tự ảnh hưởng của 
các thông số nghiên cứu đến độ bám dính được với I (73,6 %) > L (17,8 %) > M (8,3 %). Kết quả thí nghiệm 
kiểm chứng sau đó được so sánh với giá trị tối ưu và cho kết quả với sai số 2 %. Như vậy, có thể khẳng định 
rằng kết quả tối ưu là đáng tin cậy. Ngoài ra, hàm hồi quy toán học thể hiện mối quan hệ giữa độ bền bám 
dính và các thông số phun đã được xây dựng cho phép dự đoán giá trị độ bám dính dựa trên thông số phun.
Từ khóa: Phun plasma, Tối ưu hóa, Độ bền bám dính, Thép C45, lớp phủ Al2O3-TiO2.
1. Đặt vấn đề Al2O3 có nhiều tính năng kỹ thuật tốt như độ cứng 
 Phun phủ nhiệt được ứng dụng rộng rãi trong cao, chịu mài mòn, bền hóa chất và là lớp phủ được 
các ngành công nghiệp với lịch sử hơn 100 năm. lựa chọn ứng dụng cho nhiều bề mặt chi tiết chịu 
Công nghệ này có thể dùng để chế tạo mới hay phục mài mòn và nhiệt độ cao tới 500°C. Do đó việc tìm 
hồi các chi tiết máy có yêu cầu đặc biệt về bề mặt, ra bộ thông số phun cho chất lượng lớp phủ được 
như tính chống mài mòn, chịu nhiệt và các thuộc cải thiện tính chất là rất cần thiết. Vì vậy nghiên 
tính đặc biệt khác [1-4]. Để tạo ra được lớp phủ có cứu tiến hành tối ưu hóa các thông số phun đến độ 
độ xốp thấp, độ bền bám dính cao phụ thuộc vào bền bám dính của lớp phủ kim loại Al2O3-TiO2 hệ 
rất nhiều yếu tố như: Xử lý bề mặt phun, vật liệu (60-40)% [9-11]. Thiết kế thực nghiệm theo mảng 
phun và đặc biệt là chế độ công nghệ phun. Trong L9 của TAGUCHI kết hợp phân tích phương sai 
số các phương pháp công nghệ phun phủ nhiệt thì ANOVA để tìm ra bộ thông số tối ưu và đánh giá 
phun phủ plasma có nhiều ưu điểm. Phương pháp ảnh hưởng của từng thông số tới độ bền bám dính. 
công nghệ này sử dụng nhiệt của dòng plasma để Bên cạnh đó mối quan hệ toán học giữa các thông 
nung nóng vật liệu. Plasma là chất khí ở trạng thái số tới độ bền bám dính được xác lập, từ đó chỉ ra 
các nguyên tử và phân tử bị ion hoá, thực chất là hồ mối quan hệ giữa các thông số cũng như là công 
quang kéo dài. Phun phủ plasma có công suất nhiệt thức cho người thiết kế lớp phủ tính toán. Quá trình 
lớn, cho năng suất cao, vật liệu phun đa dạng, chất tối ưu, phân tích ANOVA, phép tính toán xây dựng 
lượng lớp phủ tốt [5-8]. Những yếu tố góp phần tạo hàm số được thực hiện trên phần mềm MINITAB 
ra chất lượng lớp phủ liên quan đến thiết bị phun, 18. Kết quả tối ưu đã đưa ra được bộ thông số phun 
vật liệu phun, chế độ công nghệ phun.... Trong các tạo ra được lớp phủ có độ bền bám dính được cải 
yếu tố đó thì chế độ công nghệ phun có vai trò rất thiện cùng với sai số của thực nghiệm kiểm chứng 
quan trọng. Các vật liệu phun gốm oxit trên cơ sở là rất nhỏ đã chứng tỏ hiệu quả của phương pháp 
14 Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020 Journal of Science and Technology
 ISSN 2354-0575
nghiên cứu cho bài toán phun phủ nhiệt bằng công Bảng 3. Các thông số phun khác sử dụng trong 
nghệ phun plasma. nghiên cứu
 Thông số phun Giá trị
2. Quá trình thực nghiệm và phương pháp đánh 
 Tốc độ dịch chuyển đầu phun (m/phút) 15
giá
2.1. Vật liệu nền và lớp phủ Điện áp phun (V) 60
 Các mẫu phun sử dụng trong thí nghiệm là các Áp suất khí Sơ cấp (l/phút) 50
mẫu thép tấm với kích thước 50 x 50 x 6 mm được Lưu lượng Khí thứ cấp (l/phút) 2
 Áp suất khí 
phun tạo nhám bề mặt cần phủ với giá trị từ 8÷10 (l/phút) 5.5
 mang bột
μm. Quá trình phun tạo nhám được thực hiện trên 
máy phun cát TSA của Việt Nam và được đo bằng 
 2.3. Phương pháp kiểm tra
đầu đo nhám Mitutoyo 178-954-4E (Nhật Bản). Vật 
 Các phép đo xác định độ bền bám dính lớp 
liệu chế tạo mẫu phun được lựa chọn là thép C45 
 phủ bằng phương pháp bám trượt được thực hiện 
với thành phần hóa học như Bảng 1 [12].
 theo tiêu chuẩn JIS-H-8666-1980 [13,14] với sơ đồ 
 Bảng 1. Thành phần hóa học thép C45 nguyên lý như Hình 2. Trong phương pháp nàay, 
 Mác thép C45 lớp phủ (có diện tích tiết diện bề mặt - S) được làm 
 C 0.42-0.50 bong tách bởi lực ép (P) tác động lên phần chiều dày 
 Hàm S 0.17 – 0.37 lớp phủ theo phương vuông góc (Hình 2). Ứng suất 
 lượng 
 Mn 0.50 – 0.80 bám dính (σbd) được tính bằng công thức: 
 của các P 0.04
 Không P (1)
 σ bd =
 nguyên S lớn hơn 0.04 S
 Cr 0.25
 tố (%) Để đảm bảo được kết quả đo đạt độ chính xác 
 Ni 0.25
 thì mẫu phải được chế tạo chính xác, đảm bảo độ 
 Bột phun Al2O3-TiO2 là bột thương mại được vuông góc và được kẹp chặt. Lực ép không tác dụng 
sử dụng làm nguyên liệu phun được cung cấp bởi lên phần vật liệu nền. Trên cơ sở đó, tiến hành chế 
tập đoàn Eutectic (Mỹ), với cỡ hạt – 45 ± 5 µm. tạo mẫu và khuôn để kiểm tra mức độ bám dính của 
 lớp phủ theo nguyên lý trong Hình 2. Máy kéo nén 
2.2. Quá trình phun nhiệt plasma MTS 809 được sử dụng để tạo lực ép P trong quá 
 Quá trình phun mẫu được thực hiện trên hệ trình thực nghiệm. 
thống phun plasma PRAXAIR Model 3710 với đầu 
súng phun SG100 để chế tạo lớp phủ gốm. Chiều 
dày lớp phủ được thực hiện là 450 µm với độ sai 
lệch từ 10 - 30 µm. Các thông số phun được xác 
định theo ba mức và được sắp xếp theo mảng trực 
giao L9 của Taguchi (Bảng 2). Một số thông số 
phun khác được xác định qua các giá trị được nhà 
sản xuất khuyến cáo (Bảng 3).
Bảng 2. Các thông số nghiên cứu và các mức sử 
 dụng trong nghiên cứu
 Ký Mức
 Thông số phun
 hiệu 1 2 3 Hình 1. Nguyên lý và mẫu kiểm tra độ bền bám dính
 Tốc độ cấp bột
 M 1.7 1.9 2.1
 (kg/ giờ) 3. Kết quả và thảo luận
 3.1. Kết quả thực nghiệm
 Khoảng cách phun (mm) L 90 110 130
 Quá trình thực nghiệm dựa trên thông số thực 
 Dòng điện phun (A) I 400 500 600 nghiệm và số thí nghiệm theo Taguchi L9 [11]. Các 
Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020 Journal of Science and Technology 15
ISSN 2354-0575
mẫu được chuẩn bị và được phun theo đúng trình 
tự của thiết kế thực nghiệm cho kết quả như Hình 3 
(a), (b). Mẫu lớp phủ sau khi phun được mài phẳng 
để đạt chiều dày đồng đều là 0.4mm và được cắt 
nhỏ với kích thước và số lượng cho mỗi mẫu phun 
là 3 mẫu kiểm tra độ bền bám dính (hình 3). Dưới 
tác dụng của lực nến, các mẫu lớp phủ bị tách ra 
như hình 4 (a), (b), (c). Từ đó, dựa trên công thức Hình 5. Ảnh mẫu trước - sau khi phun và mẫu kiểm 
(1) tính toán các giá trị ứng suất bám dính cho cá tra bám dính
mẫu thử. Giá trị độ bền bám dính của mỗi mẫu là 
 Bảng 4. Thông số thực nghiệm theo mảng L9 và 
trung bình của ba mẫu thử được kiểm tra và trình 
 kết quả đo độ bám dính trung bình của các mẫu thí 
bày trong bảng 5.
 nghiệm
 Thí Thông số Độ bám 
 nghiệm I M L dính (MPa)
 1 400 1.7 90 43.3
 2 400 1.9 110 47.1
 3 400 2.1 130 41.6
 4 500 1.7 110 58.2
 5 500 1.9 130 54.2
 6 500 2.1 90 48.1
 7 600 1.7 130 57.4
 Hình 2. Hình ảnh mẫu trước khi phun 8 600 1.9 90 52.5
 9 600 2.1 110 56.8
 Kết quả từ Bảng 5 cho thấy, mức thông số 
 phun I3M1L2 tương ứng với I = 600 A, M = 1.7 kg/h, 
 L = 110 mm cho lớp phủ có độ bám dính lớn nhất là 
 58.2 MPa. Sự thay đổi các thông số phun làm ảnh 
 hưởng rõ rệt đến các giá trị đo. Chứng tỏ cường độ 
 dòng điện, tốc độ cấp bột và khoảng cách phun là 
 các thông số có ảnh hưởng lớn đến độ bám dính lớp 
 Hình 3. Hình ảnh mẫu sau khi phun phủ và việc lựa chọn chúng để nghiên cứu là phù 
 hợp. Trên cơ sở kết quả nhận được tiến hành phân 
 tích tối ưu và đánh giá ảnh hưởng của các thông số 
 phun đến độ bền bám dính của lớp phủ.
 3.2. Phân tích tỉ số S/N
 Độ bám dính lớp phủ được nâng cao giúp lớp 
 phủ cải thiện độ bền trong quá trình làm việc, đặc 
 biệt với các lớp phủ chịu mài mòn, va đập,... Do đó, 
 Hình 4. Ảnh mẫu kiểm tra bám dính tỷ lệ S/N theo Taguchi với đặc tính lớn hơn thì tốt 
 hơn được sử dụng để tính toán dựa trên mỗi kết quả 
 thí nghiệm bằng phần mềm Minitab và được trình 
 bày trong Bảng 5. Mức tác động trung bình của mỗi 
 yếu tố trên các mức giá trị khác nhau cũng được tính 
 toán dựa trên giá trị S/N và được minh họa trên biểu 
 đồ phân mức (Hình 4). Thông số tối ưu là các mức 
 của các thông số phun có giá trị S/N trung bình của 
16 Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020 Journal of Science and Technology
 ISSN 2354-0575
các mức tác động là cao nhất. Các đường biểu diễn Kết quả cho thấy, giá trị của sai số nhỏ chứng 
trong biểu đồ Hình 4 thể hiện sự thay đổi tác động minh rằng các thông số phun đã nghiên cứu đều là 
của các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền bám dính của các thông số phun chính ảnh hưởng đến độ bám 
lớp phủ và chỉ ra rằng mức thông số phun tối ưu dính lớp phủ và chúng đều có ý nghĩa thống kê 
được dự đoán là I3M1L2 (I = 600 A, M = 1.7 kg/h, L với độ tin cậy cao bởi giá trị P < 0.05. Phần trăm 
= 110 mm). Kết quả tối ưu đự doán cho thấy sự cải ảnh hưởng của các yếu tố dựa trên giá trị tổng bình 
thiện độ bền bám dính. phương độ lệch ở Bảng 6 cho thấy: dòng điện phun 
 Bảng 5. Giá trị S/N tương ứng với mỗi thí nghiệm là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến độ bám dính lớp 
 phủ với 73.6%, khoảng cách phun là 17.8%, Tốc độ 
 Độ 
 Thông số 11
 Thí = − cấp bột 8.3% và được minh họa qua biểu đồ Hình 7.
 bám SN/ 10log(∑ 2 )
 nghiệm nyi
 A B C dính
 1 400 1.7 90 43.3 32.7298
 2 400 1.9 110 47.1 33.4604
 3 400 2.1 130 41.6 32.3819
 4 500 1.7 110 58.2 35.2985
 5 500 1.9 130 54.2 34.6800
 6 500 2.1 90 48.1 33.6429
 7 600 1.7 130 57.4 35.1782
 8 600 1.9 90 52.5 34.4032
 9 600 2.1 110 56.8 35.0870 Hình 7. Phần trăm ảnh hưởng của các thông số I, 
 M, L đến độ bền bám dính lớp phủ.
 3.4. Đánh giá quan hệ giữa độ bề bám dính với 
 các thông số phun
 Để phân tích xu hướng ảnh hưởng của các 
 thông số I, M, L tới độ bám dính lớp phủ (σbd ), hàm 
 hồi quy biểu diễn quan hệ toán học giữa σbd với các 
Hình 6. Phân mức tác động của các thông số I, M, L thông số phun I, M, L dưới dạng tuyến tính được 
 dựa trên tỷ số S/N tới độ bám dính lớp phủ. xây dựng. Công cụ hỗ trợ xây dựng hàm hồi quy 
 dạng tuyến tính trên phần mềm Minitab với thuật 
3.3. Phân tích ANOVA toán Gau-Newton được sử dụng giúp cho quá trình 
 Để xác định mức độ ảnh hưởng của các thông tính toán nhanh chóng và chính xác. Kết quả thu 
số (I, M, L) tới độ bám dính lớp phủ, phân tích được là hàm toán học (1): 
phương sai dựa trên kết quả thí nghiệm và giá trị σbd = -73 -0.330*I -25.6*M +4.22*L +0.328*I*M 
S/N trong Bảng 5 dựa trên phần mềm Minitab thu -0.00240*I*L -1.461*M*L (1)
được kết quả thể hiện trong Bảng 6. 2 2
 Với R = 0,93, R adj = 0,9, hàm toán học nhận 
Bảng 6. Kết quả phân tích ANOVA dựa trên tỷ số S/N 2 2
 được với chỉ số R và R adj cho độ tin cậy cao khi 
 Tổng Trung Giá trị 
 Bậc chúng đều có giá trị tiệm cận 1. Điều này chứng tỏ 
 bình bình thống Giá 
 Yếu tự mô hình toán cho độ tin cậy cao và phù hợp với bài 
 phương bình kê trị xác 
 tố do toán thực nghiệm.
 độ lệch phương Fisher xuất P
 f
 - SS - MS - F Bộ thông số phun tối ưu cho độ bền bám 
 I 2 228.31 114.15 294.38 0.003 dính lớn nhất được xác định là I3M1L2, kết hợp với 
 M 2 25.89 12.95 33.39 0.029 phương trình hồi quy (2) cho phép tiến hành xác 
 L 2 55.22 27.61 71.19 0.014 định được ảnh hưởng của từng thông số phun tới độ 
 bám dính lớp phủ qua đồ thị các Hình 6 và 7.
 Error 2 0.78 0.39  --  --
 Total 8 310.19  --  --  --
Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020 Journal of Science and Technology 17
ISSN 2354-0575
 a. Ảnh hưởng của I b. Ảnh hưởng của I và L
 b. Ảnh hưởng của M
 c. Ảnh hưởng của M và L
 Hình 7. Đồ thị sự phụ thuộc của độ bám dính vào 
 từng thông số phun ở mức tối ưu dạng tuyến tính 3D
 Trên đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các 
 thông số phun tới độ bền bám dính của lớp phủ 
 khi thông số cố định được giữ ở mức độ tối ưu cho 
 thấy: độ bền bám dính có xu hướng tăng khi I tăng. 
 Ngược lại khi lưu lượng phun giảm thì làm cho độ 
 bền bám dính giảm (Hình 6a, Hình 7a). Điều này có 
 thể giải thích là do, khi dòng hàn tăng, các hạt phun 
 c. Ảnh hưởng của L có trạng thái nhiệt để nóng chảy khi phun tốt hơn, 
Hình 6. Đồ thị sự phụ thuộc của độ bám dính vào quá trình bay và va đập tạo lớp phủ mặc dù nhiệt độ 
từng thông số phun ở mức tối ưu dạng tuyến tính 2D giảm nhưng sự tạo thành lớp phủ tố hơn. Khi I cao, 
 M thấp thì hiệu quả nung chảy hạt tố hơn, nên độ 
 bền bám dính cũng có xu hướng tăng; Ở Hình 6 (b) 
 và Hình 7 (b) cho thấy khi M cố định, L và I có xu 
 hướng cùng tăng để đạt độ bền bám dính cao. Điều 
 này có thể giải thích là do khi tăng khoảng cách 
 phun, hiệu suất nhiệt giảm khi khoảng cách giảm 
 dần do vậy I cần tăng để duy trì hiệu suất va đập 
 tăng độ bền bám dính; trường hợp khi I ở mức cao 
 nhất, nếu M lớn thì khoảng cách phun phải nhỏ bởi 
 a. Ảnh hưởng của I và M nếu L tăng thì hiệu suất nhiệt giảm. Ngược lại khi 
18 Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020 Journal of Science and Technology
 ISSN 2354-0575
lưu lượng phun nhỏ thì khoảng cách phun tăng thì 4. Kết luận
độ bền bám dính tăng, bởi nhiệt tăng do mật độ hạt Trong nghiên cứu này này, phương pháp 
giảm nhưng khoảng cách tăng làm hiệu suất nhiệt Taguchi - Kỹ thuật ANOVA được sử dụng để tối 
tại thời điểm va chạm cho độ bám dính tốt nhất như ưu hóa và nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông 
mô tả trong Hình 6 (c) và Hình 7 (c). số phun bao gồm dòng phun (I), khoảng cách phun 
 (L) và tốc độ cấp bột (M) đến độ bám dính của lớp 
3.5. Thí nghiệm kiểm chứng phủ Al2O3-TiO2 trên nền thép C45 bằng phương 
 Để xác minh các thông số quá trình phun được pháp phun PLASMA. Quá trình tối ưu bởi phương 
tối ưu hóa, thí nghiệm kiểm chứng với mức tối ưu pháp Taguchi đã đề xuất chế độ phun tối ưu (I = 
I3M1L2 được thực hiện. Kết quả đo trên mẫu kiểm 600 A, M = 1.7 kg/h, L = 110 mm) cho lớp phủ có 
chứng và giá trị dự đoán tối ưu được trình bày trong độ bám dính lớn nhất dự đoán là 66,9 MPa. Kết 
Bảng 7 cho thấy độ bám dính trên mẫu kiểm chứng quả phân tích ANOVA cho thấy thứ tự ảnh hưởng 
lớn hơn các giá trị từ thí nghiệm ban đầu và nhỏ của các thông số đến độ bám dính là: dòng phun 
hơn giá trị tối ưu dự đoán với độ sai lệch là 2 %. (73.6%) > khoảng cách phun (17.8%) > tốc độ cấp 
Sai số giữa tính toán lý thuyết và thực nghiệm là bột (8.3%). Thí nghiệm kiểm chứng với độ bám 
vấn đề được dự báo trước. Tuy nhiên, mức sai lệch dính thu được là 61.7 MPa lớn hơn các giá trị độ 
với giá trị nhỏ đã chứng tỏ kết quả của bài toán tối bám dính của các mẫu thực nghiệm (Bảng 4) và 
ưu là tin cậy. có độ sai lệch 2 % so với kết quả dự đoán. Điều 
Bảng 7. So sánh kết quả của thí nghiệm kiểm chứng đó khẳng định thông số tối ưu cho lớp phủ có chất 
 với kết quả tối ưu lượng tốt với độ bám dính được nâng cao. Sự kết 
 Thông số Mức Giá trị hợp giữa phương pháp Taguchi - ANOVA là một 
 Tốt nhất từ thí nghiệm I2M1L2 58.2 MPa công cụ hiệu quả cho các ứng dụng tối ưu hóa các 
 Tối ưu I3M1L2 60.5 MPa bài toán có nhiều yếu tố ảnh hưởng.
 Kiểm chứng I3M1L2 61.7 MPa
 Sai lệch giữa giá trị kiểm 
 -- 2%
 chứng - Tối ưu (%)
Tài liệu tham khảo
 [1]. Nguyễn Văn Thông, Công nghệ phun phủ bảo vệ và phục hồi, NXB KH&KT, 2006.
 [2]. Hoàng Tùng, Công nghệ phun phủ và ứng dụng, NXB KH&KT, 2006.
 [3]. Vũ Minh Thành và công sự, Lớp phủ vô cơ, NXB KHTN&CN, 2017. 
 [4]. P222-32, Aluminia oxide 60%, Titanium dioxide 40%, Metallisation, 2.9.12.5.ISSUE: 1/95-12.
 [5]. Yao Sun-Hui, Su Yan-Liang and Kao Wen-xian, Thermal shock performance of Al2O3/TiO2 air 
 plasma spray coatings, Taiwan, 2011.
 [6]. Snehlatakumari Roll, Effect of TiO2 addition in Al2O3: Phase evolution, densification, microstructure 
 and mechanical properties, No-109CR0676. 2013.
 [7]. V. Fervel, B. Normand and C. Coddet: Wear Vol. 230, p.70, 1999.
 [8]. G. Bolelli, V. Cannillo, L. Lusvarghi, T. Manfredini. Wear behaviour of thermally sprayed ceramic 
 oxide coatings. Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e dell’Ambiente, University a di Modena e 
 Reggio Emilia, Via Vignolese 905, 41100 Modena, MO, Italy. 2006.
 [9]. A. Rico, J. Rodriguez, E. Otero, P. Zeng, W.M. Rainforth, Wear behaviour of nanostructured 
 alumina–titania coatings deposited by atmospheric plasma spray. Wear, Vol. 267, Issues 5-8, 1191-
 1197, 2009.
 [10]. V.V. Narulkar, S. Prakash, K. Chandra, Effects of temperature on tribological properties of Al2O3-
 TiO2 coating. Defence Science Journal, Vol. 58, No.4, 582-587, 2008.
 [11]. Taguchi G, Konishi S, Taguchi Methods, orthogonal arrays and linear graphs, tools for quality 
Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020 Journal of Science and Technology 19
ISSN 2354-0575
 American supplier institute, American Supplier Institute, pp. 8 - 35, 1987.
 [12]. Tiêu chuẩn thép cacbon kết cấu chất lượng tốt, TCVN 1766 - 75, 2009.
 [13]. 
 [14]. Test methods for build - up thermal spraying - JIS-H-8666,1980.
 OPTIMIZING PLASMA SPRAY PROCESS PARAMETERS
 TO IMPROVE ADHESION OF AL2O3-40TiO2 COATINGS
Abstract:
 The adhesion of thermal spray coating has a decisive role in the longevity of the parts work in 
conditions of abrasion. In addition to the factors related to the material properties, the spraying process 
parameters greatly affect the ability of the coating adhesion to the base metal. This paper presents the 
results of research on optimizing Plasma spray parameters including current (I), Powder feeding speed 
(M), spray distance (L) to adhesion of Al2O3-TiO2 coating (60-40)% on flat steel plate C45. Taguchi method 
and analysis of variance technique are used to optimize and evaluate the effect of spray parameters on the 
adhesion strength of the coating to the metal substrate. The results showed that, with parameters: I = 600A, 
M = 1.7 kg.h-1, L = 110 mm for the coating with the largest adhesion with 58.2 Mpa. The order of influence 
of the study parameters to the adhesion to I (73.6 %)> L (17.8 %)> M (8.3 %). The result of the verification 
experiment was then compared with the optimal value and gave an error of 2 %. In addition, a mathematical 
regression function showing the relationship between adhesion strength and spray parameters has been 
formulated to allow predictions of adhesion values based on spray parameters.
Keywords: Plasma spray, Optimization, Adhesion strength, C45 steel, Al2O3-TiO2 coating layer.
20 Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020 Journal of Science and Technology