CN107034430A - 一种TiCN涂层的制备方法 - Google Patents

一种TiCN涂层的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107034430A
CN107034430A CN201710223343.8A CN201710223343A CN107034430A CN 107034430 A CN107034430 A CN 107034430A CN 201710223343 A CN201710223343 A CN 201710223343A CN 107034430 A CN107034430 A CN 107034430A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
preparation
ticn coatings
ticn
prepared
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.)
Pending
Application number
CN201710223343.8A
Other languages
English (en)
Inventor
齐文艳
陈韶瑜
叶芳
甘智勇
李田
傅思伟
郭军科
程明
文黎
温力
李庆钊
曹建伟
张迅达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201710223343.8A priority Critical patent/CN107034430A/zh
Publication of CN107034430A publication Critical patent/CN107034430A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C23C4/08—Metallic material containing only metal elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

本发明涉及一种TiCN涂层的制备方法，包括步骤有：(1)基体材料预处理，将基体材料用砂纸打磨，除去铁锈、油污，提高基体材料表面的粗糙度；(2)制备复合粉，将Ti粉与C12H22O11粉按一定比例混合后经过加热处理得到复合粉；(3)在预处理后的基体上喷涂Al/Ni粉末，制备NiAl粘接底层；(4)采用反应等离子喷涂复合粉制备TiCN涂层。本发明采用反应等离子喷涂制备TiCN涂层的成本低，工艺参数可控，通过控制喷涂参数可以得到不同厚度的TiCN涂层，涂层中硬质相和基体的结合良好，所得TiCN涂层致密、性能优良。

Description

一种TiCN涂层的制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷层制备技术领域，特别是一种TiCN涂层的制备方法。
背景技术
TiCN是由TiC和TiN固溶形成的单一化合物TiC1-xNx，具有两者的特性和优点。TiCN涂层不仅具有硬质合金的高硬度，还具备陶瓷材料的高温性能，使之有了更广泛的应用。目前，制备TiCN涂层的方法主要有烧结法和表面处理法。烧结法是将TiC和TiN按照一定的比例混合，在一定温度和氮气压力下保温即可获得TiCN固溶体粉体，然后以Mo、Ni、W等材料为粘接剂烧结得到TiCN刀具，但采用该方法难以制备成复杂的结构件。表面处理法一般采用等离子辅助化学气相沉积、化学气相沉积、离子注入等表面处理方法。在制备过程中涂层的沉淀速率低，涂层与基体的结合性能较差，并且制备设备昂贵，增加了TiCN涂层的制备成本，制约着TiCN的应用。
反应等离子喷涂所用粉末为高放热反应体系，喷涂时，粉末在飞行过程中与反应气体发生反应，反应产物颗粒沉积到基体上形成涂层。所得涂层呈典型的层状组织结构，涂层由硬质相原位合成，合成反应热与等离子弧热叠加，有利于熔点高的硬质相的熔化，但目前还没有发现应用反应等离子喷涂方法来进行TiCN涂层的制备。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种TiCN涂层的制备方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种TiCN涂层的制备方法，包括步骤如下：
(1)基体材料预处理，将基体材料用砂纸打磨，除去铁锈、油污，提高基体材料表面的粗糙度；
(2)制备复合粉，将Ti粉与C12H22O11粉按一定比例混合后经过加热处理得到复合粉；
(3)在预处理后的基体上喷涂Al/Ni粉末，制备NiAl粘接底层，所述NiAl粘结底层制备参数为：Ar离子气体流量70～100L/min，N2离子气体流量20～50L/min，送粉气体流量0.5m3/h，电弧功率28～32kW，电流400～500A，喷涂距离100～150mm；
(4)采用反应等离子喷涂复合粉制备TiCN涂层，所述TiCN涂层的制备参数为：Ar离子气体流量40～60L/min，N2离子气体流量40～60L/min，送粉气体流量3～5m3/h，电弧功率28～32kW，电流400～500A，喷涂距离80～120mm。
而且，所述步骤(1)中基体材料为碳钢或者不锈钢。
而且，所述步骤(2)中Ti粉与C12H22O11粉的比例按照Ti：C的摩尔比为1:3，所述Ti粉的粒度为30～40μm，所述加热处理的温度分别为300～350℃，保温时间为12h。
而且，所述步骤(3)中NiAl粘结底层的厚度为100～150μm。
而且，所述步骤(4)中TiCN涂层的厚度为100～250μm。
而且，所述步骤(3)、(4)中送粉气体为N2。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明采用反应等离子喷涂制备TiCN涂层的成本低，工艺参数可控；
2、本发明通过控制喷涂参数可以得到不同厚度的TiCN涂层；
3、本发明所得TiCN涂层致密、性能优良。
具体实施方式
以下对本发明实施例做进一步详述：需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种TiCN涂层的制备方法，包含如下步骤：
(1)基体材料预处理，将45#切成10mm×10mm×12mm的试样，用砂纸打磨，除去铁锈、油污，提高试样表面的粗糙度。
(2)制备复合粉，将Ti粉与C12H22O11粉的比例按照Ti：C的摩尔比为1:3比例混合后经过300℃加热12h处理得到复合粉，其中，所述Ti粉的粒度为30μm。
(3)在预处理后的基体试样上喷涂Al/Ni粉末，制备NiAl粘接底层，所述NiAl粘结底层制备参数为：Ar离子气体流量80L/min，N2离子气体流量30L/min，送粉气体N2的流量0.5m3/h，电弧功率28kW，电流400A，喷涂距离120mm，所述NiAl粘结底层的厚度为100μm。
(4)采用反应等离子喷涂复合粉制备TiCN涂层，所述TiCN涂层的制备参数为：Ar离子气体流量50L/min，N2离子气体流量50L/min，送粉气体N2的流量3m3/h，电弧功率28kW，电流400A，喷涂距离120mm，所得TiCN涂层为120μm。
实施例二：
一种TiCN涂层的制备方法，包含如下步骤：
(1)基体材料预处理，将45#切成10mm×10mm×12mm的试样，用砂纸打磨，除去铁锈、油污，提高试样表面的粗糙度。
(2)制备复合粉，将Ti粉与C12H22O11粉的比例按照Ti：C的摩尔比为1:3比例混合后经过350℃加热12h处理得到复合粉，所述Ti粉的粒度为40μm。
(3)在预处理后的基体试样上喷涂Al/Ni粉末，制备NiAl粘接底层，所述NiAl粘结底层制备参数为：Ar离子气体流量100L/min，N2离子气体流量50L/min，送粉气体N2的流量0.5m3/h，电弧功率32kW，电流500A，喷涂距离100mm，所述NiAl粘结底层的厚度为150μm。
(4)制备TiCN涂层，采用反应等离子喷涂复合粉制备TiCN涂层，述TiCN涂层的制备参数为：Ar离子气体流量60L/min，N2离子气体流量60L/min，送粉气体N2的流量5m3/h，电弧功率32kW，电流400A，喷涂距离80mm，所述TiCN涂层为250μm。

Claims (6)

1.一种TiCN涂层的制备方法，其特征在于包括步骤如下：
(1)基体材料预处理，将基体材料用砂纸打磨，除去铁锈、油污，提高基体材料表面的粗糙度；
(2)制备复合粉，将Ti粉与C12H22O11粉按一定比例混合后经过加热处理得到复合粉；
(3)在预处理后的基体上喷涂Al/Ni粉末，制备NiAl粘接底层，所述NiAl粘结底层制备参数为：Ar离子气体流量70～100L/min，N2离子气体流量20～50L/min，送粉气体流量0.5m3/h，电弧功率28～32kW，电流400～500A，喷涂距离100～150mm；
(4)采用反应等离子喷涂复合粉制备TiCN涂层，所述TiCN涂层的制备参数为：Ar离子气体流量40～60L/min，N2离子气体流量40～60L/min，送粉气体流量3～5m3/h，电弧功率28～32kW，电流400～500A，喷涂距离80～120mm。
2.根据权利要求1所述的TiCN涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中基体材料为碳钢或者不锈钢。
3.根据权利要求1所述的TiCN涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中Ti粉与C12H22O11粉的比例按照Ti：C的摩尔比为1:3，所述Ti粉的粒度为30～40μm，所述加热处理的温度分别为300～350℃，保温时间为12h。
4.根据权利要求1所述的TiCN涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中NiAl粘结底层的厚度为100～150μm。
5.根据权利要求1所述的TiCN涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中TiCN涂层的厚度为100～250μm。
6.根据权利要求1所述的TiCN涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)、(4)中送粉气体为N2。
CN201710223343.8A 2017-04-07 2017-04-07 一种TiCN涂层的制备方法 Pending CN107034430A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710223343.8A CN107034430A (zh) 2017-04-07 2017-04-07 一种TiCN涂层的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710223343.8A CN107034430A (zh) 2017-04-07 2017-04-07 一种TiCN涂层的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107034430A true CN107034430A (zh) 2017-08-11

Family

ID=59533440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710223343.8A Pending CN107034430A (zh) 2017-04-07 2017-04-07 一种TiCN涂层的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107034430A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110184558A (zh) * 2019-07-05 2019-08-30 河北工业大学 一种反应等离子喷涂制备纳米晶TiVN涂层的方法
CN113529012A (zh) * 2021-07-21 2021-10-22 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种用于输变电设备表面Al改性的MoSi2-SiC涂层的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1548153A2 (en) * 2003-12-24 2005-06-29 CENTRO SVILUPPO MATERIALI S.p.A. Process for producing multilayer coating with high abrasion resistance
CN105088127A (zh) * 2015-08-31 2015-11-25 科汇纳米技术（深圳）有限公司 一种涂层及其制备方法
CN106435445A (zh) * 2016-10-31 2017-02-22 河北工业大学 一种含Cr的TiCN基复合涂层的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1548153A2 (en) * 2003-12-24 2005-06-29 CENTRO SVILUPPO MATERIALI S.p.A. Process for producing multilayer coating with high abrasion resistance
CN105088127A (zh) * 2015-08-31 2015-11-25 科汇纳米技术（深圳）有限公司 一种涂层及其制备方法
CN106435445A (zh) * 2016-10-31 2017-02-22 河北工业大学 一种含Cr的TiCN基复合涂层的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
米鹏博等: "石墨和炭黑制备的TiCN涂层及其磨损性能", 《材料热处理学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110184558A (zh) * 2019-07-05 2019-08-30 河北工业大学 一种反应等离子喷涂制备纳米晶TiVN涂层的方法
CN113529012A (zh) * 2021-07-21 2021-10-22 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种用于输变电设备表面Al改性的MoSi2-SiC涂层的制备方法
CN113529012B (zh) * 2021-07-21 2024-01-26 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种用于输变电设备表面Al改性的MoSi2-SiC涂层的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104018156B (zh) 一种金属基/金刚石激光复合涂层及其制备方法
CN103290361B (zh) 施涂热障涂层的方法
US10308999B2 (en) Iron-based alloy coating and method for manufacturing the same
CN102534469B (zh) 一种高温抗氧化涂层钼材料的制备方法
CN109321861B (zh) 一种层片状和柱状复合结构的耐蚀耐磨涂层及制备方法
CN107022730B (zh) 一种低压等离子喷涂TiN涂层的方法
CN104674217B (zh) 一种含双层结构粘结层的热障涂层的制备方法
CA2658210A1 (en) Method and apparatus for the coating and for the surface treatment of substrates by means of a plasma beam
JP2012082519A (ja) 熱遮蔽被覆構造体を製造する方法
WO2010077728A3 (en) Densification process for titanium nitride layer for submicron applications
CN109943803B (zh) 抗熔融铝硅合金腐蚀复合涂层及其制备方法和应用
CN104988455B (zh) 一种抗cmas腐蚀的热障涂层陶瓷层的大气等离子喷涂制备方法
CN102277560A (zh) 化学气相沉积SiC/C梯度表面涂层提高石墨电极抗氧化性的方法
CA2565090A1 (en) Method for forming a hardened surface on a substrate
CN108359927A (zh) 一种NiCr/Al2O3复合涂层的制备方法
CN105401116A (zh) 一种钛合金TiAl3-Al复合涂层制备方法
CN105018923A (zh) 一种覆钛低碳钢复合板制备方法
CN107034430A (zh) 一种TiCN涂层的制备方法
CN102851635B (zh) Mo-C-N-Si-Nb梯度涂层材料及其制备方法
CN101239844A (zh) 一种复合阻碳涂层材料及其在基体上制备复合阻碳涂层的方法
Bozorgtabar et al. Effect of thermal spray processes on anatase–rutile phase transformation in nano-structured TiO2 photo-catalyst coatings
Huang et al. Fabrication of novel thermal barrier coating on polymer composites via the combined sol–gel/sealing treatment process
CN107090572A (zh) 一种TiN涂层的制备方法
CN101928909B (zh) 一种利用爆炸喷涂制备铌钛铝合金涂层的方法
CN106591761A (zh) 耐熔融金属浸蚀复合涂层的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170811

RJ01 Rejection of invention patent application after publication