以TiO2、甲酰胺、炭黑、乙炔和氮氣為組元的激光誘導金屬表層復合TiCN強化方法技術

以TiO2、甲酰胺、炭黑、乙炔和氮氣為組元的激光誘導金屬表層復合TiCN強化方法，本發明專利技術涉及金屬表面的強化處理技術領域。在金屬表面涂敷TiO2和甲酰胺、炭黑的混合物，在乙炔和氮氣存在條件下，用激光束在涂敷所述混合物的金屬表面進行掃描。通過以上方法可以在金屬表層原位復合生成TiCN，實現對金屬表面的強化與提高耐磨性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及金屬表面的強化處理

技術介紹
氮碳化鈦(TiCN)是一種性能優良、用途廣泛的非氧化物材料，也是一種性能優異的涂層材料，是碳化鈦和氮化鈦的無限固溶體，兼具有碳化鈦和氮化鈦的優點，具有高硬度、耐磨、耐腐蝕、抗氧化等特性，并具有良好的導熱性、導電性和化學穩定性，被廣泛用于切削刀具、粉末冶金以及金屬陶瓷制品，是目前研究和應用最為廣泛的薄膜材料之一。TiCN涂層的制備技術目前主要是化學氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)。CVD法沉積溫度高，超過了絕大多數鋼材的熱處理溫度，并且CVD以氯化物為原料，需要一套提供制備含Ti鹵化物氣體的設備，工藝復雜，成本較高，與目前提倡的綠色工業相抵觸。PVD法形成溫度較低、涂層較薄，與基體的結合強度低，涂層易于從基底剝落，且繞鍍性較差。不論是CVD法還是PVD法，所獲得的TiCN涂層都較薄，厚度只有幾個微米(μ m)，并且涂層與基體是機械結合，結合面強度低，使用中涂層易發生剝落。
技術實現思路
本專利技術的目的旨在提供一種以TiO2、甲酰胺、炭黑、乙炔和氮氣為組元的激光誘導金屬表層復合TiCN強化方法，可以使金屬表面層原位復合生成TiCN，從而對金屬表面進行強化與提高耐磨性。本專利技術是通過以下技術方案實現的 在金屬表面涂敷TiO2和甲酰胺、炭黑的混合物，在乙炔和氮氣存在條件下，用激光束在涂敷所述混合物的金屬表面進行掃描。通過以上方法可以在金屬表層原位復合生成TiCN，實現對金屬表面的強化與提高耐磨性。本專利技術具有以下優點 1、TiCN是在金屬表層原位復合生成，而不是在表面沉積，因此不存在涂層與基體的結合力問題； 2、原位復合有TiCN的金屬表層厚度可達500至600微米，顯微硬度可達HV2600至HV2700以上，因此即使表面在使用過程中有微磨損，仍然具有很好的硬度和耐磨性。本專利技術所述TiO2為工業純TiO2，所述工業純TiO2和甲酰胺、炭黑的混合質量比為5:5:4。涂敷所述混合物的厚度為I. 5 2毫米。所述乙炔的流量為5 6L/min,所述氮氣的流量為7 8L/min。所述激光束的掃描速度為400 600mm/min，功率為700 1200W，波長為I. 06Mm或10. 6Mm，光斑直徑為2 3毫米。具體實施例方式一、對Q235A、20鋼、40鋼、45鋼、20G、20Mn、40Mn和60Mn碳素結構鋼分別進行表面處理 1、在碳素結構鋼表面敷以工業純TiO2和甲酰胺、炭黑混合物，其質量比為5:5:4，厚度為I. 5毫米；2、隨激光光斑移動，通以乙炔和氮氣混合氣體，乙炔、氮氣流量分別為5L/min和7L/min;3、激光光束以500mm/min速度進行掃描，激光功率為900W，激光波長為1.06Mm，光斑直徑為2毫米。4、經檢測，經過處理的碳素結構鋼表層復合有可達500微米的TiCN，顯微硬度可達HV2600以上。二、對20MnV、40Cr、35CrMoV和20CrMnSi合金結構鋼分別進行表面處理 1、在合金結構鋼表面敷以工業純TiO2和甲酰胺、炭黑混合物，其質量比為5:5:4，厚度為I. 5毫米；2、隨激光光斑移動,通以乙炔和氮氣混合氣體，乙炔、氮氣流量分別為5L/min和7L/min;3、激光光束以400mm/min速度進行掃描，激光功率為700W，激光波長為1.06Mm，光斑直徑為2毫米。4、經檢測，經過處理的合金結構鋼表層復合有可達550微米的TiCN，顯微硬度可達HV2650以上。三、對65Mn、60Si2Mn和50CrVA彈簧鋼分別進行表面處理 1、在彈簧鋼表面敷以工業純TiO2和甲酰胺、炭黑混合物，其質量比為5:5:4，厚度為2毫米；2、隨激光光斑移動,通以乙炔和氮氣混合氣體，乙炔、氮氣流量分別為6L/min和8L/min;3、激光光束以600mm/min速度進行掃描，激光功率為800W，激光波長為I.06Mm，光斑直徑為3毫米。4、經檢測，經過處理的彈簧鋼表層復合有可達600微米的TiCN，顯微硬度可達HV2700 以上。四、對T8A、T9A、T10A、TllA、9SiCr、Crl2MoV 和 3Cr2Mo 工具鋼分別進行表面處理1、在工具鋼表面敷以工業純TiO2和甲酰胺、炭黑混合物，其質量比為5:5:4，厚度為I.5毫米；2、隨激光光斑移動,通以乙炔和氮氣混合氣體，乙炔、氮氣流量分別為5L/min和7L/min;3、激光光束以400mm/min速度進行掃描，激光功率為1000W，激光波長為10.6Mm，光斑直徑為3毫米。4、經檢測，經過處理的工具鋼表層復合有可達500微米的TiCN，顯微硬度可達HV2700 以上。五、對W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2和W6Mo5Cr4V2Al高速鋼分別進行表面處理1、在高速鋼表面敷以工業純TiO2和甲酰胺、炭黑混合物，其質量比為5:5:4，厚度為I.5毫米；2、隨激光光斑移動,通以乙炔和氮氣混合氣體，乙炔、氮氣流量分別為6L/min和8L/min; 3、激光光束以500mm/min速度進行掃描，激光功率為1100W，激光波長為10.6Mm，光斑直徑為2毫米。4、經檢測，經過處理的高速鋼表層復合有可達600微米的TiCN，顯微硬度可達HV2700 以上。六、對YG3X、YG6X、YK15、YG20、YT15、YS25、YW1、YW2 和 YLlO 硬質合金分別進行表面處理 1、在硬質合金表面敷以工業純TiO2和甲酰胺、炭黑混合物，其質量比為5:5:4，厚度為2毫米；2、隨激光光斑移動，通以乙炔和氮氣混合氣體，乙炔、氮氣流量分別為6L/min和8L/min;3、激光光束以600mm/min速度進行掃描，激光功率為1200W，激光波長為10.6Mm，光斑直徑為3暈米。4、經檢測，經過處理的硬質合金表層復合有可達500微米的TiCN，顯微硬度可達HV2700 以上。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
以TiO2、甲酰胺、炭黑、乙炔和氮氣為組元的激光誘導金屬表層復合TiCN強化方法，其特征在于在金屬表面涂敷TiO2和甲酰胺、炭黑的混合物，在乙炔和氮氣存在條件下，用激光束在涂敷所述混合物的金屬表面進行掃描。

【技術特征摘要】
1.以TiO2、甲酰胺、炭黑、乙炔和氮氣為組元的激光誘導金屬表層復合TiCN強化方法，其特征在于在金屬表面涂敷TiO2和甲酰胺、炭黑的混合物，在乙炔和氮氣存在條件下，用激光束在涂敷所述混合物的金屬表面進行掃描。2.根據權利要求I所述以Ti02、甲酰胺、炭黑、乙炔和氮氣為組元的激光誘導金屬表層復合TiCN強化方法，其特征在于所述TiO2為工業純TiO2，所述工業純TiO2和甲酰胺、炭黑的混合質量比為5:5:4。3.根據權利要求I或2所述以Ti02、甲酰胺、炭黑、乙炔和氮氣為組元的激光誘導金屬表層復合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王輝，左健民，童涵，肖圣亮，張榮榮，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：