一种碳化钽梯度复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳化钽梯度复合涂层及其制备方法，将金属基体表面处理，配制增碳剂，在表面涂覆增碳剂和保温涂层，表层增碳，向金属基体表面送钽铁粉，预干燥激光扫描，多道搭接熔覆，保温，随炉冷却，得金属基体表面的复合耐磨碳化钽涂层。涂层包括致密的纳米TaC层和微纳米及微米TaC层；呈均匀分布的TaC分散层。涂层与基体之间为冶金结合，结合力很强，大幅度提高了低碳钢或低碳合金钢基体表面的耐磨性能。

A TaC gradient composite coating and its preparation method

The invention discloses a tantalum carbide gradient composite coating and its preparation method. The surface of the metal matrix is treated, the carburizing agent is prepared, the carburizing agent and thermal insulation coating are coated on the surface, the surface is carburized, the tantalum iron powder is sent to the surface of the metal matrix, the pre-drying laser scanning, multi-pass overlapping cladding, thermal insulation, and cooling in the furnace, the composite wear-resistant tantalum carbide coating on the surface of the metal matrix is obtained. The coating consists of compact nano-TaC layer, micro-nano and micro-TaC layer, and uniformly distributed TaC dispersion layer. The metallurgical bonding between the coating and the matrix is very strong, which greatly improves the wear resistance of the matrix surface of low carbon steel or low carbon alloy steel.

【技术实现步骤摘要】
一种碳化钽梯度复合涂层及其制备方法
本专利技术涉及一种耐磨涂层及其制备方法，尤其涉及一种复合耐磨碳化物涂层及其制备方法，具体涉及一种应用于低碳钢或低碳合金钢表面的复合耐磨碳化物涂层及其制备方法。
技术介绍
碳化物具有硬度高、耐磨损性能优越的特点，以涂层方式覆盖在金属合金基体表面可以提高由基体材料制备的零部件的耐磨性与寿命。钽为强碳化物形成元素，金属钽与碳发生原位反应可以生成不同种类的碳化钽，现有报道显示碳化钽主要有TaC和Ta2C两种化学形式。两者均具有高熔点(TaC/Ta2C：3950/3330℃)、高密度(TaC/Ta2C：14.5/14.8g/cm3)的特点。除此之外，TaC还具有较高的热导率(22.1W/m·k)、低的热膨胀系数(6.3×10-6m/℃)、较高的硬度(16.7GPa)、弹性模量变化范围大(285～560GPa)、化学稳定性好等特点，并且其颗粒尺寸可达到微纳米级甚至纳米级，有利于颗粒在基体中的均匀分布。目前制备碳化物粉末涂层的方法主要有固相法、气相法及液相法等方法，但是这些方法，存在生产设备要求苛刻、生产效率低、涂层结合强度低等不足。因此如何获得碳化物涂层，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯度复合涂层，其特征在于，梯度复合涂层为碳化钽涂层，梯度复合涂层中第一涂层包括致密的纳米TaC层；第二涂层包括致密的微纳米及微米TaC层；第三涂层包括呈均匀分布的TaC分散层，且所述第一涂层、所述第二涂层和所述第三涂层依次呈梯度分布。

【技术特征摘要】
1.一种梯度复合涂层，其特征在于，梯度复合涂层为碳化钽涂层，梯度复合涂层中第一涂层包括致密的纳米TaC层；第二涂层包括致密的微纳米及微米TaC层；第三涂层包括呈均匀分布的TaC分散层，且所述第一涂层、所述第二涂层和所述第三涂层依次呈梯度分布。2.如权利要求1所述的梯度复合涂层，其特征在于，所述第一涂层的平均厚度为84.9-226.42μm，其中致密的纳米TaC层占所述第一涂层体积的70％-90％，晶粒尺寸为100-500nm。3.如权利要求1所述的梯度复合涂层，其特征在于，所述第二涂层的平均厚度为93.9-164.71μm，其中致密的微纳米及微米TaC层占所述第二涂层体积的40-60％，晶粒尺寸为500-1000nm。4.如权利要求1所述的梯度复合涂层，其特征在于，所述第三涂层的平均厚度为平均厚度为335.9-447.53μm，其中呈均匀分布的TaC分散层占所述第三涂层体积的30-50％，晶粒尺寸为1-3μm。5.如权利要求1至4中任一项所述的梯度复合涂层，其特征在于，梯度复合涂层总厚度为514.7-838.66μm。6.如权利要求5所述的梯度复合涂层，其特征在于，复合碳化物涂层的显微硬度达1100-2415HV0.1，所述涂层的耐磨性是基体的6.9-8倍。7.一种制备如权利要求1所述梯度复合涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将基体表面除锈后，依次酸洗、打磨和酒精或丙酮超声清洗，所述基体为低碳钢或低碳合金钢；2)将除锈清洗后的低碳钢或低碳合金钢表面涂覆一层厚度为0.5-2mm的增碳剂，增碳剂包括石墨粉，所述石墨粉的粒度为600-1000目，纯度为85-95％；所述增碳剂用酒精或...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶芳霞，
申请(专利权)人：西安文理学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61