以TiO2、炭黑和乙炔為組元的激光誘導(dǎo)金屬表層復(fù)合TiC強(qiáng)化方法，涉及金屬表面的強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域。在金屬表面涂敷TiO2和炭黑的混合粉末，在乙炔的氛圍中，用激光束在敷TiO2和炭黑的混合粉末的金屬表面進(jìn)行掃描。通過(guò)以上工藝可以在金屬表層原位復(fù)合生成TiC，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬表面的強(qiáng)化與提高耐磨性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及金屬表面的強(qiáng)化
技術(shù)介紹
碳化鈦(TiC)是典型的過(guò)渡金屬碳化物，鍵型由離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵混合在同一晶體結(jié)構(gòu)中，熔點(diǎn)高達(dá)3160°C。作為表面涂層，TiC具有高硬度、高熔點(diǎn)、耐磨損、高溫抗氧化等優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，是目前研究和應(yīng)用最為廣泛的薄膜材料之一。TiC涂層的制備技術(shù)目前主要是化學(xué)氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)。CVD法沉積溫度高，超過(guò)了絕大多數(shù)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(shè)備，工藝復(fù)雜，成本較高，與目前提倡的綠色工業(yè)相抵觸。PVD法形成溫度較低、涂層較薄，與基體的結(jié)合強(qiáng)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TiC涂層都較薄，厚度只有幾個(gè)微米(μ m)，并且涂層與基體是機(jī)械結(jié)合，結(jié)合面強(qiáng)度低，使用中涂層易發(fā)生剝落。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的旨在提供一種以TiO2、炭黑和乙炔為組元的激光誘導(dǎo)金屬表層復(fù)合TiC強(qiáng)化方法，可以使金屬表面層原位復(fù)合生成TiC，從而對(duì)金屬表面進(jìn)行強(qiáng)化與提高耐磨性。本專利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 在金屬表面涂敷TiO2和炭黑的混合粉末，在乙塊的氛圍中，用激光束在敷TiO2和炭黑的混合粉末的金屬表面進(jìn)行掃描。通過(guò)以上工藝可以在金屬表層原位復(fù)合生成TiC，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬表面的強(qiáng)化與提高耐磨性。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、TiC是在金屬表層原位復(fù)合生成，而不是在表面沉積，因此不存在涂層與基體的結(jié)合力問(wèn)題； 2、原位復(fù)合有TiC的金屬表層厚度可達(dá)500微米，顯微硬度可達(dá)HV2600以上，因此即使表面在使用過(guò)程中有微磨損，仍然具有很好的硬度和耐磨性； 3、反應(yīng)組元為TiO2、炭黑和乙炔，以激光為能量源，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染，是一種環(huán)保的金屬表面強(qiáng)化與耐磨方法。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)所述TiO2為工業(yè)純TiO2, TiO2和炭黑的混合質(zhì)量比為7:3。在金屬表面涂敷的所述TiO2和炭黑的混合粉末厚度為1. 5 2毫米。所述乙炔的流量為6 7L/min。所述激光束的掃描 速度為400 600mm/min，功率為700 1200W，波長(zhǎng)為1. 06Mm或10. 6Mm，光斑直徑為2 3毫米。具體實(shí)施例方式一、對(duì)Q235A、20鋼、40鋼、45鋼、20G、20Mn、40Mn和60Mn碳素結(jié)構(gòu)鋼分別進(jìn)行表面處理1、在碳素結(jié)構(gòu)鋼表面敷以工業(yè)純TiO2和炭黑混合粉末，其質(zhì)量比為7:3，厚度為1.5毫米; 2、隨激光光斑移動(dòng)，通以乙炔，乙炔流量為6L/min;3、激光光束以500mm/min速度進(jìn)行掃描，激光功率為900W，激光波長(zhǎng)為1.06Mm，光斑直徑為2毫米。4、經(jīng)檢測(cè)結(jié)果，在碳素結(jié)構(gòu)鋼表層原位復(fù)合生成厚度可達(dá)500微米的TiC層，顯微硬度可達(dá)HV2600以上。二、對(duì)20MnV、40Cr、35CrMoV和20CrMnSi合金結(jié)構(gòu)鋼分別進(jìn)行表面處理1、在合金結(jié)構(gòu)鋼表面敷以工業(yè)純TiO2和炭黑混合粉末，其質(zhì)量比為7:3，厚度為1.5毫米; 2、隨激光光斑移動(dòng)，通以乙炔，乙炔流量為6L/min;3、激光光束以400mm/min速度進(jìn)行掃描，激光功率為700W，激光波長(zhǎng)為1.06Mm，光斑直 徑為2毫米。4、經(jīng)檢測(cè)結(jié)果，在合金結(jié)構(gòu)鋼表層原位復(fù)合生成厚度可達(dá)500微米的TiC層，顯微硬度可達(dá)HV2650以上。三、對(duì)65Mn、60Si2Mn和50CrVA彈簧鋼分別進(jìn)行表面處理 1、在彈簧鋼表面敷以工業(yè)純TiO2和炭黑混合粉末，其質(zhì)量比為7:3，厚度為2毫米； 2、隨激光光斑移動(dòng)，通以乙炔，乙炔流量為7L/min;3、激光光束以600mm/min速度進(jìn)行掃描，激光功率為800W，激光波長(zhǎng)為1.06Mm，光斑直徑為3毫米。4、經(jīng)檢測(cè)結(jié)果，在彈簧鋼表層原位復(fù)合生成厚度可達(dá)500微米的TiC層，顯微硬度可達(dá)HV2700以上。四、對(duì)了84、了9么、1'1(^、1'1認(rèn)、95丨0、01210￥和3Cr2Mo工具鋼分別進(jìn)行表面處理1、在工具鋼表面敷以工業(yè)純TiO2和炭黑混合粉末，其質(zhì)量比為7:3，厚度為1.5毫米； 2、隨激光光斑移動(dòng)，通以乙炔，乙炔流量為6L/min;3、激光光束以400mm/min速度進(jìn)行掃描，激光功率為1000W，激光波長(zhǎng)為10.6Mm，光斑直徑為3暈米。4、經(jīng)檢測(cè)結(jié)果，在工具鋼表層原位復(fù)合生成厚度可達(dá)500微米的TiC層，顯微硬度可達(dá)HV2700以上。五、對(duì)W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2和W6Mo5Cr4V2Al高速鋼分別進(jìn)行表面處理1、在高速鋼表面敷以工業(yè)純TiO2和炭黑混合粉末，其質(zhì)量比為7:3，厚度為1.5毫米； 2、隨激光光斑移動(dòng)，通以乙炔，乙炔流量為7L/min;3、激光光束以500mm/min速度進(jìn)行掃描，激光功率為1100W，激光波長(zhǎng)為10.6Mm，光斑直徑為2毫米。4、經(jīng)檢測(cè)結(jié)果，在高速鋼表層原位復(fù)合生成厚度可達(dá)600微米的TiC層，顯微硬度可達(dá)HV2700以上。六、對(duì)YG3X、YG6X、YK15、YG20、YT15、YS25、YW1、YW2 和 YLlO 硬質(zhì)合金分別進(jìn)行表面處理 1、在硬質(zhì)合金表面敷以工業(yè)純TiO2和炭黑混合粉末，其質(zhì)量比為7:3，厚度為2毫米； 2、隨激光光斑移動(dòng)，通以乙炔，乙炔流量為7L/min;3、激光光束以600mm/min速度進(jìn)行掃描，激光功率為1200W，激光波長(zhǎng)為10.6Mm，光斑直徑為3暈米。 4、經(jīng)檢測(cè)結(jié)果，在硬質(zhì)合金表層原位復(fù)合生成厚度可達(dá)500微米的TiC層，顯微硬度可達(dá)HV2700以上。權(quán)利要求1.以TiO2、炭黑和乙炔為組元的激光誘導(dǎo)金屬表層復(fù)合TiC強(qiáng)化方法，其特征在于在金屬表面涂敷TiO2和炭黑的混合粉末，在乙塊的氛圍中，用激光束在敷TiO2和炭黑的混合粉末的金屬表面進(jìn)行掃描。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述以TiO2、炭黑和乙炔為組元的激光誘導(dǎo)金屬表層復(fù)合TiC強(qiáng)化方法，其特征在于所述TiO2為工業(yè)純TiO2, TiO2和炭黑的混合質(zhì)量比為7:3。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述以TiO2、炭黑和乙炔為組元的激光誘導(dǎo)金屬表層復(fù)合TiC 強(qiáng)化方法，其特征在于在金屬表面涂敷的所述TiO2和炭黑的混合粉末厚度為1. 5 2毫米。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述以TiO2、炭黑和乙炔為組元的激光誘導(dǎo)金屬表層復(fù)合TiC強(qiáng)化方法，其特征在于所述乙炔的流量為6 7L/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述以TiO2、炭黑和乙炔為組元的激光誘導(dǎo)金屬表層復(fù)合TiC強(qiáng)化方法，其特征在于所述激光束的掃描速度為400 600mm/min，功率為700 1200W，波長(zhǎng)為 1.06Mm或10. 6Mm，光斑直徑為2 3毫米。全文摘要以TiO2、炭黑和乙炔為組元的激光誘導(dǎo)金屬表層復(fù)合TiC強(qiáng)化方法，涉及金屬表面的強(qiáng)化
在金屬表面涂敷TiO2和炭黑的混合粉末，在乙炔的氛圍中，用激光束在敷TiO2和炭黑的混合粉末的金屬表面進(jìn)行掃描。通過(guò)以上工藝可以在金屬表層原位復(fù)合生成TiC，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬表面的強(qiáng)化與提高耐磨性。文檔編號(hào)C23C24/10GK102995006SQ201210565118公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日專利技術(shù)者王輝, 左健民, 張榮榮, 童涵, 肖圣亮 申請(qǐng)人:常州本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
以TiO2、炭黑和乙炔為組元的激光誘導(dǎo)金屬表層復(fù)合TiC強(qiáng)化方法，其特征在于在金屬表面涂敷TiO2和炭黑的混合粉末，在乙炔的氛圍中，用激光束在敷TiO2和炭黑的混合粉末的金屬表面進(jìn)行掃描。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王輝，左健民，張榮榮，童涵，肖圣亮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：常州大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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