CN102978611B - 以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 - Google Patents
以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102978611B CN102978611B CN201210565119.4A CN201210565119A CN102978611B CN 102978611 B CN102978611 B CN 102978611B CN 201210565119 A CN201210565119 A CN 201210565119A CN 102978611 B CN102978611 B CN 102978611B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- methane
- metal surface
- carbon black
- ticn
- tio2
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法,本发明涉及金属表面的强化技术领域。在金属表面涂敷TiO2和乙酰胺、炭黑的混合物,在甲烷和氮气共存的条件下,用激光束在涂敷所述混合物的金属表面进行扫描。通过以上工艺,可以在金属表层原位复合生成TiCN,实现对金属表面的强化与提高耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面的强化技术领域。
背景技术
氮碳化钛(TiCN)是一种性能优良、用途广泛的非氧化物材料, 也是一种性能优异的涂层材料,是碳化钛和氮化钛的无限固溶体,兼具有碳化钛和氮化钛的优点, 具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、抗氧化等特性, 并具有良好的导热性、导电性和化学稳定性, 被广泛用于切削刀具、粉末冶金以及金属陶瓷制品,是目前研究和应用最为广泛的薄膜材料之一。
TiCN涂层的制备技术目前主要是化学气相沉积(CVD) 和物理气相沉积(PVD)。CVD法沉积温度高,超过了绝大多数钢材的热处理温度,并且CVD 以氯化物为原料,需要一套提供制备含Ti 卤化物气体的设备,工艺复杂,成本较高,与目前提倡的绿色工业相抵触。PVD 法形成温度较低、涂层较薄,与基体的结合强度低,涂层易于从基底剥落,且绕镀性较差。
不论是CVD法还是PVD法,所获得的TiCN涂层都较薄,厚度只有几个微米(μm),并且涂层与基体是机械结合,结合面强度低,使用中涂层易发生剥落。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法,可以使金属表面层原位复合生成TiCN,从而对金属表面进行强化与提高耐磨性。
本发明是通过以下技术方案实现的:
在金属表面涂敷TiO2和乙酰胺、炭黑的混合物,在甲烷和氮气共存的条件下,用激光束在涂敷所述混合物的金属表面进行扫描。
通过以上工艺,可以在金属表层原位复合生成TiCN,实现对金属表面的强化与提高耐磨性。
本发明具有以下优点:
1、TiCN是在金属表层原位复合生成,而不是在表面沉积,因此不存在涂层与基体的结合力问题;
2、原位复合有TiCN的金属表层厚度可达500至600微米,显微硬度可达HV2600至HV2700以上,因此即使表面在使用过程中有微磨损,仍然具有很好的硬度和耐磨性。
本发明所述TiO2为工业纯TiO2,所述工业纯TiO2和乙酰胺、炭黑的混合质量比为10:4:3。
所述混合物的涂敷厚度为1.5~2毫米。
所述甲烷的流量为9~10L/min,所述氮气的流量为7~8L/min。
所述激光束的扫描速度为400~600mm/min,功率为700~1100W,波长为1.06μm或10.6μm,光斑直径为2~3毫米。
具体实施方式
一、对Q235A、20钢、40钢、45钢、20G、20Mn、40Mn和60Mn碳素结构钢分别进行表面处理:
1、在碳素结构钢表面敷以工业纯TiO2和乙酰胺、炭黑混合物,其质量比为10:4:3,厚度为1.5毫米;
2、随激光光斑移动,通以甲烷和氮气混合气体,甲烷、氮气流量分别为9L/min和7L/min;
3、激光光束以500mm/min速度进行扫描,激光功率为900W,激光波长为1.06μm,光斑直径为2毫米。
4、经检测,经过处理的碳素结构钢表层复合有可达500微米的TiCN,显微硬度可达HV2600以上。
二、对20MnV、40Cr、35CrMoV和20CrMnSi合金结构钢分别进行表面处理:
1、在合金结构钢表面敷以工业纯TiO2和乙酰胺、炭黑混合物,其质量比为10:4:3,厚度为1.5毫米;
2、随激光光斑移动,通以甲烷和氮气混合气体,甲烷、氮气流量分别为9L/min和7L/min;
3、激光光束以400mm/min速度进行扫描,激光功率为700W,激光波长为1.06μm,光斑直径为2毫米。
4、经检测,经过处理的合金结构钢表层复合有可达500微米的TiCN,显微硬度可达HV2650以上。
三、对65Mn、60Si2Mn和50CrVA弹簧钢分别进行表面处理:
1、在弹簧钢表面敷以工业纯TiO2和乙酰胺、炭黑混合物,其质量比为10:4:3,厚度为2毫米;
2、随激光光斑移动,通以甲烷和氮气混合气体,甲烷、氮气流量分别为10L/min和8L/min;
3、激光光束以600mm/min速度进行扫描,激光功率为800W,激光波长为1.06μm,光斑直径为3毫米。
4、经检测,经过处理的弹簧钢表层复合有可达600微米的TiCN,显微硬度可达HV2700以上。
四、对T8A、T9A、T10A、T11A、9SiCr、Cr12MoV和3Cr2Mo工具钢分别进行表面处理:
1、在工具钢表面敷以工业纯TiO2和乙酰胺、炭黑混合物,其质量比为10:4:3,厚度为1.5毫米;
2、随激光光斑移动,通以甲烷和氮气混合气体,甲烷、氮气流量分别为9L/min和7L/min;
3、激光光束以400mm/min速度进行扫描,激光功率为1000W,激光波长为10. 6μm,光斑直径为3毫米。
4、经检测,经过处理的工具钢钢表层复合有可达500微米的TiCN,显微硬度可达HV2700以上。
五、对W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2和W6Mo5Cr4V2Al高速钢分别进行表面处理:
1、在高速钢表面敷以工业纯TiO2和乙酰胺、炭黑混合物,其质量比为10:4:3,厚度为1.5毫米;
2、随激光光斑移动,通以甲烷和氮气混合气体,甲烷、氮气流量分别为10L/min和8L/min;
3、激光光束以500mm/min速度进行扫描,激光功率为1100W,激光波长为10. 6μm,光斑直径为2毫米。
4、经检测,经过处理的高速钢表层复合有可达600微米的TiCN,显微硬度可达HV2700以上。
Claims (2)
1.以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法,其特征在于在金属表面涂敷TiO2和乙酰胺、炭黑的混合物,在甲烷和氮气共存的条件下,用激光束在涂敷所述混合物的金属表面进行扫描;所述TiO2为工业纯TiO2,所述工业纯TiO2和乙酰胺、炭黑的混合质量比为10:4:3;所述混合物的涂敷厚度为1.5~2毫米;所述激光束的扫描速度为400~600mm/min,功率为700~1100W,波长为1.06μm或10.6μm,光斑直径为2~3毫米。
2.根据权利要求1所述以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法,其特征在于所述甲烷的流量为9~10L/min,所述氮气的流量为7~8L/min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210565119.4A CN102978611B (zh) | 2012-12-24 | 2012-12-24 | 以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210565119.4A CN102978611B (zh) | 2012-12-24 | 2012-12-24 | 以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102978611A CN102978611A (zh) | 2013-03-20 |
CN102978611B true CN102978611B (zh) | 2014-10-22 |
Family
ID=47852942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210565119.4A Expired - Fee Related CN102978611B (zh) | 2012-12-24 | 2012-12-24 | 以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102978611B (zh) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101812684A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-08-25 | 姚建华 | 一种金属表面激光强化涂层的制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1058207A (ja) * | 1996-08-22 | 1998-03-03 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 |
-
2012
- 2012-12-24 CN CN201210565119.4A patent/CN102978611B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101812684A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-08-25 | 姚建华 | 一种金属表面激光强化涂层的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JP特开平10-58207A 1998.03.03 |
余鹏飞等.几种碳源对碳热还原氮化法制备Ti(C N)粉末的影响.《功能材料》.2011 |
几种碳源对碳热还原氮化法制备Ti(C,N)粉末的影响;余鹏飞等;《功能材料》;20111231;第42卷(第5期);第2.1节、3.2节 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102978611A (zh) | 2013-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107177843B (zh) | 一种激光熔覆复合粉及应用 | |
CN102995011B (zh) | 以TiO2、尿素和N2气体为组元的激光诱导金属表层复合TiN强化方法 | |
CN105386040A (zh) | 一种在钛合金表面制备wc/石墨复合涂层的方法 | |
CN102978610B (zh) | 以TiO2、甲酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 | |
CN109355655A (zh) | 一种涂层处理方法 | |
CN102978604B (zh) | 以TiO2 、炭黑和甲烷为组元的激光诱导金属表层复合TiC强化方法 | |
CN102978615B (zh) | 以TiO2和N2气体为组元的离子弧诱导金属表层复合TiN强化方法 | |
CN102978611B (zh) | 以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 | |
CN102978606B (zh) | 以TiO2、甲酰胺、炭黑、乙炔和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 | |
CN103046043B (zh) | 一种激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 | |
CN103014698B (zh) | 激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 | |
CN102995004B (zh) | 以TiO2和甲烷为组元的激光诱导金属表层复合TiC强化方法 | |
CN102978603B (zh) | 以TiO2、乙酰胺、炭黑、乙炔和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 | |
CN102995005B (zh) | 以TiO2 、异丙胺、炭黑和甲烷、氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 | |
CN102995008B (zh) | 以TiO2、二甲胺、炭黑和甲烷、氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 | |
CN102995007B (zh) | 以TiO2、异丙胺、炭黑、乙炔和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 | |
CN102995010B (zh) | 以TiO2、二甲胺、炭黑、乙炔和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 | |
CN102978612B (zh) | 以TiO2和N2气体为组元的激光诱导金属表层复合TiN强化方法 | |
CN102995009B (zh) | 一种激光叠加钨极气体保护电弧诱导金属表层复合TiN强化方法 | |
CN103014702B (zh) | 激光叠加钨极气体保护电弧诱导金属表层复合TiN强化方法 | |
CN102978613B (zh) | 以TiO2和乙炔为组元的激光诱导金属表层复合TiC强化方法 | |
CN101906631B (zh) | 一种快速制备Ti3Al/TiN复合涂层的方法 | |
CN102995006B (zh) | 以TiO2、炭黑和乙炔为组元的激光诱导金属表层复合TiC强化方法 | |
CN102995012B (zh) | 以TiO2、碳酸铵和N2气体为组元的激光诱导金属表层复合TiN强化方法 | |
CN103046047B (zh) | 激光叠加钨极气体保护电弧诱导金属表层复合TiN强化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201117 Address after: 226600 Group 8, Baidian village, Baidian Town, Hai'an City, Nantong City, Jiangsu Province Patentee after: NANTONG HUAGONG MACHINERY Co.,Ltd. Address before: Gehu Lake Road Wujin District 213164 Jiangsu city of Changzhou province No. 1 Patentee before: CHANGZHOU University |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141022 Termination date: 20211224 |