[發明專利]一種高密度碳化鈦復合耐磨涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201811151570.5
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109112534A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 葉芳霞
• 申請（專利權）人: 西安文理學院
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C23C8/66
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種梯度復合涂層，其特征在于，梯度復合涂層為碳化鈦涂層，梯度復合涂層包括大量灰色增強相顆粒TiC和少量灰白色鐵基體；增強相顆粒TiC分布均勻，形態規則，呈四方或球形，粒徑在1-5μm，無明顯的尖角和棱角。

2.如權利要求1所述的梯度復合涂層，其特征在于，所述梯度復合涂層的顯微硬度達1120-1530HV_0.1，所述涂層的耐磨性是基體的5.3-7.5倍。

3.一種制備如權利要求1-2任一項所述梯度復合涂層的方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將基體表面除銹后，依次酸洗、打磨和酒精或丙酮超聲清洗，所述基體為低碳鋼或低碳合金鋼；

2)將除銹清洗后的集體表面涂覆一層增碳劑，所述增碳劑用酒精或丙酮調至糊狀后涂敷在所述基體表面；

3)再在其上涂覆一層厚度為1.5-2.5mm保溫涂層；

4)將步驟3)中涂覆有保溫涂層的金屬基體放入高頻感應器中進行表層增碳處理，表層增碳的溫度控制在900-950℃之間，增碳時間為36-72h；

5)將鈦鐵粉均勻覆蓋在步驟4)中進行增碳處理后的所述基體上；

6)將步驟5)中的所述基體放入烘箱中于30-50℃預干燥10-30min；

7)將步驟6)中預干燥后的所述基體置于工作臺上，用二氧化碳激光器進行激光熔覆，激光功率選用2500-3000W，掃描速度為3-6mm/s；光斑尺寸為10mm×2mm，多道搭接率為15％-35％，熔覆層厚度控制在1-2mm；

8)將步驟7)中激光熔覆后的所述基體放入具有氣氛保護的保溫爐內進行熱處理，最后隨爐冷卻至室溫，獲得所述金屬基體表面的復合耐磨碳化鈦涂層。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述增碳劑為HYCPC-01、HYCPC-02或HYCPC-03中的任意一種。

5.如權利要求3或4所述的方法，其特征在于，增碳劑厚度為0.5-1.5mm。

6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述保溫涂層包括下述質量比的原料：

九水合硅酸鈉10％，去離子水30～40％，納米SiO₂2～4％，空心陶瓷微珠8～25％，硅酸鋁纖維3～9％，SiO₂氣凝膠漿料8～28％，六鈦酸鉀晶須0～2％，金紅石型TiO₂0～2％，鈦溶膠0～8％。

7.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述鈦鐵粉的粒度為500-900目，純度為50％-65％。

8.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟8)中熱處理的工藝如下：

激光熔覆后的所述基體放入具有氣氛保護的保溫爐中從室溫升溫至1000-1150℃，升溫速度控制在6℃/min，保溫時間為8-15h。

9.如權利要求或8所述的方法，其特征在于，所述熱處理過程中的保護氣為氬氣，氣體流量為5-8ml/min。