反應氮弧熔覆TiCN金屬陶瓷涂層的耐磨性.pdf

1、金屬陶瓷復合材料，因其具有較高的強度、硬度，以及優(yōu)異的耐磨性能和耐高溫特性，使其在工行業(yè)中的應用范圍越來越廣泛，并引起科研工作者的極大關注，在金屬陶瓷復合材料中，TiCN金屬陶瓷復合材料因其優(yōu)異的綜合性能，備受科研人員的青睞，但是，在制備TiCN金屬陶瓷復合材料的技術方面，存在著工藝復雜、設備成本高以及對專業(yè)技術人員素質要求高等諸多不足。為此探索出一條工藝簡單、成本低以及操作簡單的制備TiCN金屬陶瓷復合材料的方法十分迫切。
　　

2、本文采用反應氮弧熔覆技術，該技術有效的將氮弧堆焊技術與原位合成技術結合起來，利用氮弧熔覆過程中的高溫特性，使作為保護氣體的N2被電離，并與處于熔融狀態(tài)下的預涂粉末相互反應，在基體上原位合成TiCN增強相。采用TXⅡ500氬弧焊機，以工業(yè)氮氣作為反應氣體和保護氣體，以鎢極為電極，在Fe基表面制備TiCN金屬陶瓷涂層。
　　研究了不同工藝參數(shù)（預置粉末組分配比、氮氣流量、熔覆電流、熔覆速度等）下涂層的微觀組織形貌和結構、涂層裂紋和氣孔

3、等變化規(guī)律，對工藝參數(shù)進行優(yōu)化。結果表明:最佳的粉末配比為Fe粉、C粉、Ti粉的摩爾比是1∶1∶1，此時熔覆層中FeTi0.03物相的衍射峰達到最強，此時熔覆層中N元素的保有量達到最大，有效的控制了脫氮現(xiàn)象的發(fā)生;最佳氮氣流量為20L/min，最佳熔覆電流為200A，最佳熔覆速度為2mm/min，此時熔覆層的顯微組織成型良好，并均勻致密的分布在枝晶和枝晶之間，涂層最大顯微硬度約為基體硬度的4倍左右，涂層摩擦性能優(yōu)異，涂層中未發(fā)現(xiàn)裂紋和氣

4、孔的出現(xiàn)。
　　重點分析TiCN涂層的耐磨性能，采用HRS-2M往復摩擦磨損試驗機對涂層與基體進行耐磨性能進行分析比較，結果表明:TiCN涂層的耐磨性能明顯優(yōu)于鐵基體試樣的耐磨性能，鐵基體的摩擦系數(shù)與磨損失重大概為涂層的5倍左右。在粉末配置過程中加入適量Al粉，涂層的耐磨性能沒有太大變化，采用SEM、EDS和XRD等儀器分析表明，加入Al粉后涂層的硬質相成分有所改變，從原來TiCN轉變成TiAl(CN)。
　　對TiCN涂層