反應(yīng)氮弧熔覆TiCN金屬陶瓷涂層的耐磨性.pdf

1、金屬陶瓷復(fù)合材料，因其具有較高的強(qiáng)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(yīng)用范圍越來越廣泛，并引起科研工作者的極大關(guān)注，在金屬陶瓷復(fù)合材料中，TiCN金屬陶瓷復(fù)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(fù)合材料的技術(shù)方面，存在著工藝復(fù)雜、設(shè)備成本高以及對(duì)專業(yè)技術(shù)人員素質(zhì)要求高等諸多不足。為此探索出一條工藝簡(jiǎn)單、成本低以及操作簡(jiǎn)單的制備TiCN金屬陶瓷復(fù)合材料的方法十分迫切。
　　

2、本文采用反應(yīng)氮弧熔覆技術(shù)，該技術(shù)有效的將氮弧堆焊技術(shù)與原位合成技術(shù)結(jié)合起來，利用氮弧熔覆過程中的高溫特性，使作為保護(hù)氣體的N2被電離，并與處于熔融狀態(tài)下的預(yù)涂粉末相互反應(yīng)，在基體上原位合成TiCN增強(qiáng)相。采用TXⅡ500氬弧焊機(jī)，以工業(yè)氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)氣體和保護(hù)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(yù)置粉末組分配比、氮?dú)饬髁俊⑷鄹搽娏?、熔覆速度等）下涂層的微觀組織形貌和結(jié)構(gòu)、涂層裂紋和氣孔

3、等變化規(guī)律，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)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(shí)熔覆層中FeTi0.03物相的衍射峰達(dá)到最強(qiáng)，此時(shí)熔覆層中N元素的保有量達(dá)到最大，有效的控制了脫氮現(xiàn)象的發(fā)生;最佳氮?dú)饬髁繛?0L/min，最佳熔覆電流為200A，最佳熔覆速度為2mm/min，此時(shí)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(diǎn)分析TiCN涂層的耐磨性能，采用HRS-2M往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)涂層與基體進(jìn)行耐磨性能進(jìn)行分析比較，結(jié)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(zhì)相成分有所改變，從原來TiCN轉(zhuǎn)變成TiAl(CN)。
　　對(duì)TiCN涂層