選擇粒度在600-1000目，純度為 85-95%。
[0062]優(yōu)選地，步驟5)中，升溫至1000-1160 °C，升溫速度控制在7°C /min，保溫時間為6-12h，優(yōu)選 8-10ho
[0063]優(yōu)選地，所選碳鋼基體為低碳鋼、中碳鋼或高碳鋼。
[0064]優(yōu)選地，保護氣為氬氣或氮氣，氣體流量為4-8ml/min。
[0065]其中，保溫溫度應嚴格控制在上述范圍內，溫度高于1160°C，反應過程中的液相過多，而使得V2C轉變成為V8C7,不能獲得準單晶相V2C ;但是溫度低于1000°C，則V的溶解度太低，反應無法正向進行。同樣的，保溫時間也應該保持一個合理的區(qū)間，時間超過12h，幾乎所有的V2C會轉變?yōu)閂8C7,而低于6h，則反應獲得的V2C太少，涂層厚度難以保證，最佳的應該保持在8-10h。
[0066]更優(yōu)選地，具有碳化物涂層的碳鋼復合體被進一步熱處理以獲得更合適的基體組織；優(yōu)選地，在550-800°C左右進行熱處理，基體為珠光體組織；或在220-450°C進行熱處理，基體為貝氏體組織；或在220°C以下進行熱處理，基體為馬氏體組織。
[0067]所述金屬基體優(yōu)選為碳鋼或鑄鐵，所述碳鋼可以為低碳鋼(05F、08F、08、10F、10、15F、15、20F、20、25、20Mn、25Mn 等)、中碳鋼(30、35、40、45、50、55、60、30Mn、40Mn、50Mn、60Mn等)或高碳鋼^5、70、65Mn等)，參見國標GB/T 699-1999。所述鑄鐵可以為球墨鑄鐵(QT400-17，QTANi30Cr3 或 QTMMn8-30 等，參見國標 GB/T 1348-1988)、灰口鑄鐵(HT100、HT150、HT200、HT250、HT300 或 HT350，參見國標 GB/T 9439-1988)或白口鑄鐵(BTMCrl5Mo、BTRCrl6或BTSCr28等，參見國標GB/T 8263-1999)。基體組織根據熱處理方式的不同為珠光體、馬氏體、鐵素體、貝氏體、奧氏體和索氏體中的一種或幾種。
[0068]本發(fā)明通過鑄造獲得金屬+釩復合體后，引入外部碳源，以加熱擴散的方式，通過控制保溫溫度、保溫時間和涂層厚度的關系，可在金屬表面形成碳化物涂層，涂層與金屬基體之間為冶金結合，結合力很強，克服了現有硬質顆粒與金屬基體間非冶金結合，結合力很弱，顆粒容易脫落的問題，大幅度提高了涂層的力學性能。并且該方法操作簡單，無需復雜設備，且由于澆注砂型的多樣性，適用于生產具有復雜形狀的耐磨部件，例如鏟齒等礦用零件。另一方面，本發(fā)明復合碳化物涂層的顯微硬度高達2420-2600HVai，所述涂層的相對耐磨性是基體的12.5-20倍。所述相對耐磨性的定義為:以基體材料為標準試樣，在相同磨料粒度，相同載荷，圓盤以相同轉速轉動相同圈數后，被測涂層產生磨損量與標準試樣產生磨損量的比值稱為涂層的相對耐磨性，因此也簡稱為涂層的相對耐磨性是基體的幾倍，下述相同參數的檢測標準與之相同。
[0069]這是由于其中的V2C致密陶瓷層為準單晶組織，化學穩(wěn)定性和耐磨性好，具有低摩擦系數、高硬度、低表面能以及低傳熱性。而與之相對的微米V8C7陶瓷層的硬度只能達到1339-2200HVai，其相對耐磨性是基體的6_10倍。
【附圖說明】
[0070]圖1為復合涂層的組織結構示意圖；
[0071]圖2為釩板在砂型中的布置圖；
[0072]圖3a為準單晶相V2C致密陶瓷層顯微組織圖，圖3b為微米V8C7致密陶瓷層顯微組織圖。
【具體實施方式】
[0073]以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0074]其中，制作砂型時可采用CO2水玻璃硬化砂、覆膜砂、自硬樹脂砂或潮模砂中的任一種。
[0075]參見圖1，本發(fā)明的耐磨涂層為準單晶相V2C致密陶瓷層；進一步地，本發(fā)明的梯度復合涂層包括準單晶相V2C致密陶瓷層、微米V8C7致密陶瓷層與V 8C7與基體的融合層，且依次呈梯度分布。
[0076]實施例1:碳化物涂層的制備方法，包括如下步驟:
[0077]1、先準備一釩板I，其中釩的純度應控制在99.7%，所述釩板I優(yōu)選先被加以表面處理，步驟如下:
[0078]第一步酸洗，選用300ml/L的鹽酸，后流水沖洗；
[0079]第二步酸洗，選用300ml/L的氫氟酸，后流水沖洗；
[0080]第三步表面打磨，選用800目Al2O3砂紙，最后用酒精超聲清洗。
[0081]所述釩板I的厚度控制在0.2mm。
[0082]2、將碳鋼基材6冶煉為鋼液，溫度控制在1500°C，所選碳鋼基體6為低碳鋼05F鋼。
[0083]3、如圖2所示，將上述鋼液6澆入放置有上述釩板I的砂型2內，澆注溫度控制在1500°C，澆注時間為5秒，一分鐘后，在冒口補澆，冷卻后，獲得上部為05F鋼基體下部為釩板I的復合體。
[0084]4、將上述復合體外部整體包覆外部碳源，所述外部碳源為石墨紙，所述石墨紙為三級以上，純度85%，厚度為0.1mm0
[0085]5、將包覆石墨紙的復合體放入具有保護氣氛的保溫爐內保溫，升溫至1000°C，升溫速度控制在7V /min,保溫時間為6h，最后隨爐冷卻至室溫，獲得所述05F鋼表面的復合碳化物涂層；所述保護氣為氬氣，氣體流量為4ml/min。
[0086]6、所得的具有碳化物涂層的05F鋼基體，被進一步熱處理以獲得更合適的基體組織，熱處理工序為:在550°C左右進行熱處理，基體為珠光體組織。
[0087]如圖3所示，所得碳化物涂層包括V2C致密陶瓷層3，為準單晶相，其晶粒尺寸為20 μ m ;沿涂層縱向剖面，其厚度為7 μ m，其中V2C的體積分數為90%。
[0088]進一步的，還包括位于上述準單晶相V2C致密陶瓷層3之下的微米V8C7陶瓷層4，沿涂層縱向剖面，其厚度為15 μ m，V8C7的體積分數為75%，其晶粒尺寸為5 μ m。
[0089]更進一步的，還包括位于上述準單晶相V2C致密陶瓷層3以及微米V8C7陶瓷層4之下的V8C7與基體的融合層5，沿涂層縱向剖面，其厚度為120 μ m，其中V8C7的體積分數為20%，其晶粒尺寸為5 μπι。此時，所述碳化物涂層為復合涂層，由所述準單晶相V2C致密陶瓷層3、微米V8C7陶瓷層4及V 8C7與基體的融合層5構成，且依次呈梯度分布，其總厚度為142 μ m。所述05F鋼基體組織為珠光體。準單晶相V2C致密陶瓷層3的顯微硬度為2510HV。.1，相對耐磨性是05F鋼的16.4倍。
[0090]實施例2:碳化物涂層的制備方法，包括如下步驟:
[0091]1、先準備一釩板1，其中釩的純度應控制在99.8%。所述釩板應該先被加以表面處理，步驟如下:
[0092]第一步酸洗，選用60ml/L的磷酸，后流水沖洗；
[0093]第二步酸洗，選用200ml/L的硫酸，后流水沖洗；
[0094]第三步表面打磨，選用1000目Al2O3砂紙，最后用酒精超聲清洗。所述釩板的厚度控制在1mm。
[0095]2、將碳鋼基材6冶煉為鋼液，溫度控制在1510°C，所選碳鋼基體6為低碳鋼08F鋼。
[0096]3、如圖2所示，將上述鋼液6澆入放置有上述釩板I的砂型2內，澆注溫度控制在1510°C，澆注時間為20秒，一分鐘后，在冒口補澆，冷卻后，獲得上部為08F鋼基體下部為釩板I的復合體。
[0097]4、將上述復合體外部整體包覆外部碳源，所述外部碳源為石墨紙，所述石墨紙為三級以上，純度90 %，厚度為0.2mm。
[0098]5、將包覆石墨紙的復合體放入具有保護氣氛的保溫爐內保溫，升溫至1050°C，升溫速度控制在7V /min,保溫時間為7h，最后隨爐冷卻至室溫，獲得所述08F鋼表面的復合碳化物涂層。所述保護氣為氮氣，氣體流量為6ml/min。
[0099]6、所得的具有碳化物涂層的08F鋼基體，被進一步熱處理以獲得更合適的基體組織，熱處理工序為:在700°C左右進行熱處理，基體為珠光體組織。
[0100]所述碳化物涂層包括V2C致密陶瓷層3，為準單晶相，其晶粒尺寸為22 μπι ;沿涂層縱向剖面，其厚度為10 ym ;其中V2C的體積分數為80%。
[0101]進一步的，還包括位于上述準單晶相V2C致密陶瓷層3之下的微米V8C7陶瓷層4，沿涂層縱向剖面，其厚度為50 μ m，V8C7的體積分數為78%，其晶粒尺寸為7 μ m。
[0102]更進一步的，還包括位于上述準單晶相V2C致密陶瓷層3以及微米V8C7陶瓷層4之下的V8C7與基體的融合層5，沿涂層縱向剖面，其厚度為390 μm，其中V 8C7的體積分數為60%，其晶粒尺寸為15 μπι。此時，所述碳化物涂層為復合涂層，由所述準單晶相V2C致密陶瓷層3、微米V8C7陶瓷層4及V 8C7與基體的融合層5構成，且依次呈梯度分布，其總厚度為450 μπι。所述08F鋼基體組織為珠光體。準單晶相V2C致密陶瓷層3的顯微硬度為2550HVai，相對耐磨性是08F鋼的17.6倍。
[0103]實施例3:碳化物涂層的制備方法，包括如下步驟:
[0104]1、先準備一釩板1，其中釩的純度應控制在99.8%。所述釩板I應該先被加以表面處理，步驟如下:
[0105]第一步酸洗，選用120ml/L的雙氧水，后流水沖洗；
[0106]第二步酸洗，選用240ml/L的雙氧水，后流水沖洗；
[0107]第三步表面打磨，選用1200目Al2O3砂紙，最后用酒精超聲清洗。所述釩板I的厚度控制在2mm。
[0108]2、將碳鋼基材6冶煉為鋼液，溫度控制在1520°C，所選碳