The invention relates to a method for preparing titanium silicon carbon composite coating by plasma spraying. The method includes the following steps: weighing the raw material powder according to the mass percentage, 55% to 80% of Ti powder, 10% ~ 30% as Si powder and 10% to 15% graphite powder, and mixing raw powder with deionized water, gel and dispersant, and the mixed paste is prepared by spray drying method. The coated powder was sprayed on the bonding layer to obtain a titanium silicon carbon composite coating with a thickness of 200~300 m. The coating obtained by the invention has high hardness and good abrasion resistance.
【技术实现步骤摘要】
一种等离子喷涂制备钛-硅-碳复合涂层的方法
本专利技术涉及一种喷涂涂层的制备方法,尤其涉及一种具有高硬度和高耐磨性的等离子喷涂涂层及其制备方法。
技术介绍
TiC金属陶瓷具有高硬度和耐磨性,被广泛应用于结构材料的防护涂层,但单组元TiC涂层具有较大脆性倾向,在使用中易剥落,在高温环境中使用易产生裂纹,因此,材料工作者在TiC基体中添加金属(Ni、Mo和Fe等)或陶瓷相(TiN、TiCN、TiB等)来降低其脆性倾向,但金属相的添加会造成硬度下降,陶瓷相的添加存在热膨胀系数匹配难题。近年来,Ti-Si-C三元化合物(典型代表为Ti3SiC2)受到广泛关注,它既具有良好的金属特性(导电、导热、塑性和可加工性),又具有陶瓷相的高熔点、耐腐蚀、抗高温氧化等,还具有层状结构,有助于降低材料的摩擦系数。目前,大多数研究主要集中在获得高纯度的Ti3SiC2相,然而纯Ti3SiC2的硬度远低于TiC或TiN等陶瓷层,一般不能单独使用,但可作为TiC涂层的韧性添加相。许晓静等利用激光熔覆的方式在钛合金表面制备出Ti-Si-C涂层,降低了摩擦系数。通常,激光熔覆层组织不均匀,易形成粗大凝固组织,不利于涂层性能的进一步改善。等离子喷涂(RPS)集等离子喷涂和自蔓延高温合成(SHS)技术于一体,利用高热值的放热反应自蔓延原位合成结构均匀的组织,本专利技术采用等离子喷涂Ti-Si-石墨团聚粉制备以TiC-Ti5Si3-Ti3SiC2复合涂层,利用Ti-Si相的高硬度增强,Ti3SiC2相的层状结构改善摩擦学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的为针对现有技术的不足,提供了一种等离子喷涂制 ...
【技术保护点】
1.一种等离子喷涂制备钛‑硅‑碳复合涂层的方法,其特征为包括以下步骤:步骤一、按质量百分比称量原料粉,其中,55%~80%为Ti粉,10%~30%为Si粉,10%~15%为石墨粉;步骤二、向称量好的原料粉中加入去离子水、凝胶、分散剂,机械搅拌3~5小时后得到混合浆料;其中,所述步骤二中凝胶由水和羧甲基纤维素钠按100:1的比例混合制得,所用分散剂为PVP;质量比为原料粉:去离子水:凝胶=2:2:1,加入的分散剂PVP质量为原料粉总质量的1%;步骤三、将混合浆料通过喷雾干燥法制备出团聚的复合粉体;其中,喷雾造粒器的入口温度为260~290℃,出口温度为110~125℃;步骤四、将团聚的复合粉体进行干燥、分筛,得到100目~300目的团聚颗粒,作为等离子喷涂喂料粉;步骤五、对基体表面进行粗化处理并固定在工作台上;步骤六、在粗化的基体表面预先喷涂Ni‑10wt%Al自熔性合金粉末,得到厚度为50~120μm的粘结层;步骤七、将步骤(4)中获得的喷涂喂料粉加入到等离子喷涂装置中,喷涂在粘结层上面,获得钛‑硅‑碳复合涂层,厚度为200~300μm。
【技术特征摘要】
1.一种等离子喷涂制备钛-硅-碳复合涂层的方法,其特征为包括以下步骤:步骤一、按质量百分比称量原料粉,其中,55%~80%为Ti粉,10%~30%为Si粉,10%~15%为石墨粉;步骤二、向称量好的原料粉中加入去离子水、凝胶、分散剂,机械搅拌3~5小时后得到混合浆料;其中,所述步骤二中凝胶由水和羧甲基纤维素钠按100:1的比例混合制得,所用分散剂为PVP;质量比为原料粉:去离子水:凝胶=2:2:1,加入的分散剂PVP质量为原料粉总质量的1%;步骤三、将混合浆料通过喷雾干燥法制备出团聚的复合粉体;其中,喷雾造粒器的入口温度为260~290℃,出口温度为110~125℃;步骤四、将团聚的复合粉体进行干燥、分筛,得到100目~300目的团聚颗粒,作为等离子喷涂喂料粉;步骤五、对基体表面进行粗化处理并固定在工作台上;步骤六、在粗化的基体表面预先喷涂Ni-10wt%Al自熔性合金粉末,得到厚度为50~120μm的粘结层;步骤七、将步骤(4...
【专利技术属性】
技术研发人员:章凡勇,李超,闫姝,何继宁,殷福星,丁一,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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