本發(fā)明屬于陶瓷層制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種ticn涂層的制備方法。
背景技術(shù)：
ticn是由tic和tin固溶形成的單一化合物tic1-xnx，具有兩者的特性和優(yōu)點(diǎn)。ticn涂層不僅具有硬質(zhì)合金的高硬度，還具備陶瓷材料的高溫性能，使之有了更廣泛的應(yīng)用。目前，制備ticn涂層的方法主要有燒結(jié)法和表面處理法。燒結(jié)法是將tic和tin按照一定的比例混合，在一定溫度和氮?dú)鈮毫ο卤丶纯色@得ticn固溶體粉體，然后以mo、ni、w等材料為粘接劑燒結(jié)得到ticn刀具，但采用該方法難以制備成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件。表面處理法一般采用等離子輔助化學(xué)氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、離子注入等表面處理方法。在制備過(guò)程中涂層的沉淀速率低，涂層與基體的結(jié)合性能較差，并且制備設(shè)備昂貴，增加了ticn涂層的制備成本，制約著ticn的應(yīng)用。
反應(yīng)等離子噴涂所用粉末為高放熱反應(yīng)體系，噴涂時(shí)，粉末在飛行過(guò)程中與反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物顆粒沉積到基體上形成涂層。所得涂層呈典型的層狀組織結(jié)構(gòu)，涂層由硬質(zhì)相原位合成，合成反應(yīng)熱與等離子弧熱疊加，有利于熔點(diǎn)高的硬質(zhì)相的熔化，但目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)應(yīng)用反應(yīng)等離子噴涂方法來(lái)進(jìn)行ticn涂層的制備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種ticn涂層的制備方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種ticn涂層的制備方法，包括步驟如下：
(1)基體材料預(yù)處理，將基體材料用砂紙打磨，除去鐵銹、油污，提高基體材料表面的粗糙度；
(2)制備復(fù)合粉，將ti粉與c12h22o11粉按一定比例混合后經(jīng)過(guò)加熱處理得到復(fù)合粉；
(3)在預(yù)處理后的基體上噴涂al/ni粉末，制備nial粘接底層，所述nial粘結(jié)底層制備參數(shù)為：ar離子氣體流量70～100l/min，n2離子氣體流量20～50l/min，送粉氣體流量0.5m3/h，電弧功率28～32kw，電流400～500a，噴涂距離100～150mm；
(4)采用反應(yīng)等離子噴涂復(fù)合粉制備ticn涂層，所述ticn涂層的制備參數(shù)為：ar離子氣體流量40～60l/min，n2離子氣體流量40～60l/min，送粉氣體流量3～5m3/h，電弧功率28～32kw，電流400～500a，噴涂距離80～120mm。
而且，所述步驟(1)中基體材料為碳鋼或者不銹鋼。
而且，所述步驟(2)中ti粉與c12h22o11粉的比例按照ti：c的摩爾比為1:3，所述ti粉的粒度為30～40μm，所述加熱處理的溫度分別為300～350℃，保溫時(shí)間為12h。
而且，所述步驟(3)中nial粘結(jié)底層的厚度為100～150μm。
而且，所述步驟(4)中ticn涂層的厚度為100～250μm。
而且，所述步驟(3)、(4)中送粉氣體為n2。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
1、本發(fā)明采用反應(yīng)等離子噴涂制備ticn涂層的成本低，工藝參數(shù)可控；
2、本發(fā)明通過(guò)控制噴涂參數(shù)可以得到不同厚度的ticn涂層；
3、本發(fā)明所得ticn涂層致密、性能優(yōu)良。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其它實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例一：
一種ticn涂層的制備方法，包含如下步驟：
(1)基體材料預(yù)處理，將45#切成10mm×10mm×12mm的試樣，用砂紙打磨，除去鐵銹、油污，提高試樣表面的粗糙度。
(2)制備復(fù)合粉，將ti粉與c12h22o11粉的比例按照ti：c的摩爾比為1:3比例混合后經(jīng)過(guò)300℃加熱12h處理得到復(fù)合粉，其中，所述ti粉的粒度為30μm。
(3)在預(yù)處理后的基體試樣上噴涂al/ni粉末，制備nial粘接底層，所述nial粘結(jié)底層制備參數(shù)為：ar離子氣體流量80l/min，n2離子氣體流量30l/min，送粉氣體n2的流量0.5m3/h，電弧功率28kw，電流400a，噴涂距離120mm，所述nial粘結(jié)底層的厚度為100μm。
(4)采用反應(yīng)等離子噴涂復(fù)合粉制備ticn涂層，所述ticn涂層的制備參數(shù)為：ar離子氣體流量50l/min，n2離子氣體流量50l/min，送粉氣體n2的流量3m3/h，電弧功率28kw，電流400a，噴涂距離120mm，所得ticn涂層為120μm。
實(shí)施例二：
一種ticn涂層的制備方法，包含如下步驟：
(1)基體材料預(yù)處理，將45#切成10mm×10mm×12mm的試樣，用砂紙打磨，除去鐵銹、油污，提高試樣表面的粗糙度。
(2)制備復(fù)合粉，將ti粉與c12h22o11粉的比例按照ti：c的摩爾比為1:3比例混合后經(jīng)過(guò)350℃加熱12h處理得到復(fù)合粉，所述ti粉的粒度為40μm。
(3)在預(yù)處理后的基體試樣上噴涂al/ni粉末，制備nial粘接底層，所述nial粘結(jié)底層制備參數(shù)為：ar離子氣體流量100l/min，n2離子氣體流量50l/min，送粉氣體n2的流量0.5m3/h，電弧功率32kw，電流500a，噴涂距離100mm，所述nial粘結(jié)底層的厚度為150μm。
(4)制備ticn涂層，采用反應(yīng)等離子噴涂復(fù)合粉制備ticn涂層，述ticn涂層的制備參數(shù)為：ar離子氣體流量60l/min，n2離子氣體流量60l/min，送粉氣體n2的流量5m3/h，電弧功率32kw，電流400a，噴涂距離80mm，所述ticn涂層為250μm。