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(TiC+Cr3C2)/Fe复合涂层反应钎涂研究

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-13  浏览次数:714

摘要:提出了反应钎涂的概念。以铁粉、钛粉、Cr3C2粉、铬铁粉和胶体石墨等为原料,应用反应钎涂技术制备了(TiC+Cr3C2)/Fe复合涂层。研究结果表明:加热过程中通过反应原位合成了TiC;Cr3C2的引入方式对TiC的分布有影响。Cr3C2为外加时,涂层中细小的TiC颗粒聚集成圆盘状平行于钎涂表面分布;Cr3C2为原位合成时,TiC聚集为块状;钎涂过程中外加的Cr3C2发生溶解析出形成针状;涂层光滑、平整,与基体为冶金结合。

关键词:反应钎涂;(TiC+Cr3C2)/Fe复合涂层;微观结构

0 序言

随着经济和科学技术的迅速发展,人们对各种产品抵御环境作用的能力和长期运行的可靠性、稳定性提出了越来越高的要求。在许多情况下,要求零部件整体具有较好的强韧性,而在表面具有较高的硬度和良好的耐磨性,因此采用各种表面技术改善材料表面性能具有十分重要的意义。目前,工业中广泛应用的表面技术有气相沉积、热喷涂和堆焊等[1][2]。气相沉积(包括物理气相沉积和化学气相沉积)可以制备氧化物、碳化物和氮化物等陶瓷涂层,涂层耐磨性能好,但涂层薄且成本高,其工艺特点也难于适应工业化批量生产;热喷涂技术(包括普通火焰喷涂、高速火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂等)可以制备陶瓷/金属复合涂层,涂层耐磨性能好,且厚度可达1.0mm,其缺点是涂层孔隙率较高、与基体结合强度低、表面质量差且难于控制;堆焊可以获得厚涂层(1.5~20mm),而且涂层与基体为冶金结合,但堆焊过程中容易使基体变形、涂层表面质量差、加工量大、综合成本较高,且涂层材料的选择也存在较大的局限性。钎涂技术是近年来发展起来的一种材料涂层新技术,它是利用液态钎料合金在基体金属上的润湿和铺展而在基体表面形成一种具有特殊性能涂层的材料表面加工技术。与传统的涂层技术相比,钎涂技术具有如下特点:(1)涂层与基体之间为冶金结合,结合强度高;(2)涂层中陶瓷相含量范围宽(0~70%)且组织均匀、致密、孔隙率低;(3)可制备的涂层厚度范围大,既可制备50~60μm的薄涂层,也可获得3~4mm的厚涂层;(4)涂层表面光滑、质量好、加工精度高,对于一般应用只需少量加工甚至无需加工[3-6]。钎涂技术是一种应用前景广阔的材料表面耐磨加工技术。

本文将原位合成技术与钎焊涂层技术(钎涂)相结合,提出了一种新的钎涂技术——反应钎涂技术。并以铁粉、钛粉、铬铁粉、Cr3C2、胶体石墨等为原料,应用反应钎涂技术制备了(TiC+Cr3C2)/Fe复合涂层。

1 试验方法

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