[发明专利]一种表面原位合成TiC-Al3Ti复合涂层

权利要求书

1.一种表面原位合成TiC-Al3Ti复合涂层，制备原料包括：钛粉(质量分数不小于99.0%，325目)、铝粉(质量分数不小于99.0%，325目)和石墨粉(质量分数不小于99.85%，粒度不大于30μm)。

2.根据权利要求1所述的表面原位合成TiC-Al3Ti复合涂层，其特征是表面原位合成TiC-Al3Ti复合涂层的制备步骤为：称量好的原料粉末在行星式球磨机上混粉24h，球料比为3：1(磨球为玛瑙球)，将混合均匀后的粉末压制成厚度为3mm、直径为16mm的圆柱状预制块，致密度约为50%，在150℃下真空干燥6h并自然冷却到室温，采用PVA(聚乙烯醇)-水泥砂造铸型，基体材料采用灰铸铁(10kg)，并用4％(质量分数)的PVA水溶液将干燥后的预制块粘固在铸型表面，自然风干后，在300℃下预热铸型2.5h，将要浇注的铁液加热至1400℃时，插铝脱氧，随后将铁液浇入铸型中进行热爆反应，冷却后得到表面复合材料。

3.根据权利要求1所述的表面原位合成TiC-Al3Ti复合涂层，其特征是表面原位合成TiC-Al3Ti复合涂层的检测步骤为：通过线切割方法将该材料加工成10mm×10mm×10mm的试样，采用Rigaku D/Max-2500/pc型X-ray衍射仪(XRD)分析热爆产物及涂层的相组成；采用JSM-7001F型扫描电镜(附带Inca Energy-350型X射线能谱仪)观察热爆产物及涂层微观组织和界面形貌，并定性分析其成分，采用HVS-1000显微硬度计测试材料的显微硬度(加载质量15g，加载时间10s)，采用MG-2000型高温磨损试验机对试样进行耐磨性测试，试验温度分别为25℃、200℃、400℃，载荷为150N，滑动速度为1m/s，滑动距离为1.2×10³m，对磨盘为D2钢(70mm×8mm)，磨损试样尺寸为夺6mm×12mm，用电子分析天平E180(精度为10mg)称量试样在磨损前后的质量差值，取3个试样的平均值。

4.根据权利要求1所述的表面原位合成TiC-Al3Ti复合涂层，其特征是在熔融铁液作用下，Al-Ti-C体系反应完全，制备出纯净的TiC/Al3Ti表面复合涂层材料，表面复合涂层中，TiC颗粒镶嵌在Al3Ti基体上，涂层致密，当TiC含量较少时，颗粒呈条状；随着TiC含量的提高，颗粒尺寸逐渐减小，由长条状向粒状及细粒状转化，涂层与铁基体界面为良好的冶金结合，随着涂层中TiC含量的增加，材料的硬度有所提高，表面复合涂层的硬度明显高于铁基体的硬度，TiC/Al3Ti表面复合涂层的磨损性能要优于铁基体的磨损性能，且随着温度的升高更为显著。