[發明專利]耐磨碳化物涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201410657389.7
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104525900A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 許云華;趙娜娜;鐘黎聲;梁淑華;燕映霖;葉芳霞;王娟;鄒軍濤;肖鵬
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B22D19/00
• 分類號: B22D19/00;C23C8/64
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

1.一種耐磨碳化物涂層，其特征在于：所述耐磨碳化物涂層為TiC致密陶瓷層。

2.如權利要求1所述的耐磨碳化物涂層，其特征在于：TiC致密陶瓷層為準單晶相，所述準單晶相是指，介于多晶相與單晶相之間，相較于多晶相，晶向一致性高、晶界明顯減少，并且原子排列比較有序的顯微組織。

3.如權利要求1或2所述的耐磨碳化物涂層，其特征在于：沿涂層縱向剖面，其厚度為70-200μm，優選為100-200μm，更優選為120-200μm，其中優選的，TiC的體積分數大于80％，優選大于90％，優選地，TiC晶粒尺寸為8-50μm，優選為10-50μm。

4.一種耐磨碳化物涂層，其特征在于：所述耐磨碳化物涂層為梯度復合涂層，包括依次呈梯度分布的TiC致密陶瓷層、微米TiC陶瓷層、TiC與基體的融合層。

5.如權利要求4所述的耐磨碳化物涂層，其特征在于：TiC致密陶瓷層為準單晶相，所述準單晶相是指，介于多晶相與單晶相之間，相較于多晶相，晶向一致性高、晶界明顯減少，并且原子排列比較有序的顯微組織。

6.如權利要求4或5所述的耐磨碳化物涂層，其特征在于：沿TiC致密陶瓷層縱向剖面，其厚度為70-200μm，優選為100-200μm，更優選為120-200μm；其中TiC的體積分數大于80％，優選大于90％；優選地，TiC晶粒尺寸為8-50μm，優選為10-50μm。

7.如權利要求4-6之一所述的耐磨碳化物涂層，其特征在于：沿微米TiC陶瓷層縱向剖面，其厚度為50-150μm，優選為70-150μm，更優選為80-150μm，優選的，TiC的體積分數大于80％，優選大于90％，優選的，TiC的晶粒尺寸為5-15μm，優選為6-12μm，更優選為8-10μm。

8.如權利要求4-7之一所述的耐磨碳化物涂層，其特征在于：沿TiC與金屬基體的融合層縱向剖面，其厚度為50μm-200μm，優選100-200μm，優選的，其中TiC的體積分數為20％，優選為80％，該層中優選的，TiC的晶粒尺寸為1-10μm，優選為2-8μm。

9.如權利要求4-8之一所述的耐磨碳化物涂層，其特征在于：梯度復合涂層總厚度為170-550μm，優選在300-550μm。

10.如權利要求4-9之一所述的耐磨碳化物涂層，其特征在于：基體組織根據熱處理不同為珠光體、馬氏體、鐵素體、貝氏體、奧氏體和索氏體中的一種或幾種；優選地，該梯度復合涂層被施加于碳鋼表面。

11.一種如權利要求1-3之一所述耐磨碳化物涂層的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

1)、先準備一鈦板，其中鈦的純度控制在99.7-99.99％，所述鈦板的厚度控制在0.2-3mm；優選地，所述鈦板先被加以表面處理；

2)、將金屬基材冶煉為金屬液；

3)、將上述金屬液澆入放置有上述鈦板的砂型內，獲得上部為金屬基體下部為鈦板的復合體；

4)、將上述復合體外部整體包覆碳源；

5)、將包覆碳源的復合體放入具有保護氣氛的保溫爐內保溫，最后隨爐冷卻至室溫，獲得耐磨碳化物涂層；

其中，耐磨碳化物涂層為TiC致密陶瓷層。

12.如權利要求11所述的耐磨碳化物涂層的制備方法，其特征在于：通過控制步驟5)中保溫時間、保溫溫度獲得該TiC致密陶瓷層；優選地，TiC致密陶瓷層為準單晶相，所述準單晶相是指，介于多晶相與單晶相之間，相較于多晶相，晶向一致性高、晶界明顯減少，并且原子排列比較有序的顯微組織。