i，V8C7涂層的相對(duì)耐磨性是碳鋼基體的3.62倍。
[0208]對(duì)比例中激光表面改性技術(shù)生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低，工藝參數(shù)不易控制，且使用過程中使用粘接劑將導(dǎo)致氣孔和夾渣；且復(fù)合層中未出現(xiàn)準(zhǔn)單晶相V2C致密陶瓷層和微米V8C7致密陶瓷層，復(fù)合層厚度和V 8C7含量較小，V 8C7晶粒尺寸較大；同時(shí)，復(fù)合過程僅僅是對(duì)外加硬質(zhì)碳化鉻顆粒間的間隙進(jìn)行鑄滲和對(duì)外加顆粒進(jìn)行熔融、燒結(jié)，硬質(zhì)碳化鉻顆粒與金屬基體間非冶金結(jié)合，結(jié)合力很弱，顆粒容易脫落或存在氧化、夾雜問題，因此，其力學(xué)性能較差。
[0209]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐磨涂層，其特征在于:所述耐磨涂層為V 2C致密陶瓷層。
2.如權(quán)利要求1所述的耐磨涂層，其特征在于:V2C致密陶瓷層為準(zhǔn)單晶相，所述準(zhǔn)單晶相是指，介于多晶相與單晶相之間，相較于多晶相，晶向一致性高、晶界明顯減少，并且原子排列比較有序的顯微組織。
3.如權(quán)利要求1或2所述的耐磨涂層，其特征在于??沿V2C致密陶瓷層縱向剖面，其厚度為7-25 μ m，優(yōu)選為9-25 μ m，更優(yōu)選為15-25 μ m ;優(yōu)選地，其中V2C的體積分?jǐn)?shù)大于80%，優(yōu)選大于90% ;優(yōu)選地，V2C晶粒尺寸為20-50 μm，優(yōu)選為30-50 μπι。
4.一種耐磨涂層，其特征在于:所述耐磨合涂層為碳化物涂層，包括依次呈梯度分布的V2C致密陶瓷層、微米V8C7致密陶瓷層、V 8C7與基體的融合層。
5.如權(quán)利要求4所述的耐磨涂層，其特征在于:V2C致密陶瓷層為準(zhǔn)單晶相，所述準(zhǔn)單晶相是指，介于多晶相與單晶相之間，相較于多晶相，晶向一致性高、晶界明顯減少，并且原子排列比較有序的顯微組織。
6.如權(quán)利要求4或5所述的耐磨涂層，其特征在于??沿V2C致密陶瓷層縱向剖面，其厚度為7-25 μ m，優(yōu)選為9-25 μ m，更優(yōu)選為15-25 μ m ;優(yōu)選地，其中V2C的體積分?jǐn)?shù)大于80%，優(yōu)選大于90% ;優(yōu)選地，V2C晶粒尺寸為20-50 μm，優(yōu)選為30-50 μπι。
7.如權(quán)利要求4-6之一所述的耐磨涂層，其特征在于:沿微米V8C7致密陶瓷層縱向剖面，其厚度為15-90 μ m，優(yōu)選為40-90 μ m，更優(yōu)選為70-90 μ m ;優(yōu)選地，V8C7的體積分?jǐn)?shù)大于70%，優(yōu)選大于75% ;優(yōu)選地，V8C7的晶粒尺寸為5-15 μ m，優(yōu)選為6-15 μ m，更優(yōu)選為8-15 μm0
8.如權(quán)利要求4-7之一所述的耐磨涂層，其特征在于:沿V8C7與基體的融合層縱向剖面，其厚度為120 μπι-1100 μπι，優(yōu)選300-1100 μπι ;優(yōu)選地，其中V8C7的體積分?jǐn)?shù)為20% -85%，優(yōu)選為50% -85% ;優(yōu)選地，V8C7的晶粒尺寸為5_20 μπι，優(yōu)選為10-20 μπι。
9.如權(quán)利要求4-8之一所述的耐磨涂層，其特征在于:梯度復(fù)合涂層總厚度為142-1215 μ m，更優(yōu)選在 400-1200 μ m。
10.如權(quán)利要求4-9之一所述的耐磨涂層，其特征在于:組織根據(jù)熱處理不同為珠光體、馬氏體、鐵素體、貝氏體、奧氏體和索氏體中的一種或幾種；優(yōu)選地，該梯度復(fù)合涂層被施加于碳鋼表面。
11.一種如權(quán)利要求1-3之一所述耐磨涂層的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)、先準(zhǔn)備一釩板；優(yōu)選地，其中釩的純度控制在99.7-99.9% ;更優(yōu)選地，所述釩板的厚度控制在0.2-3mm ;優(yōu)選地，所述|凡板先被加以表面處理； 2)、將金屬基材冶煉為金屬液； 3)、將上述金屬液澆入放置有上述釩板的砂型內(nèi)，獲得上部為金屬基體下部為釩板的復(fù)合體； 4)、將上述復(fù)合體外部整體包覆外部碳源； 5)、將包覆外部碳源的復(fù)合體放入具有保護(hù)氣氛的保溫爐內(nèi)保溫，最后隨爐冷卻至室溫，獲得耐磨涂層； 其中，耐磨涂層為V2C致密陶瓷層。
12.如權(quán)利要求11所述的耐磨涂層的制備方法，其特征在于:V2C致密陶瓷層為準(zhǔn)單晶相，所述準(zhǔn)單晶相是指，介于多晶相與單晶相之間，相較于多晶相，晶向一致性高、晶界明顯減少，并且原子排列比較有序的顯微組織；優(yōu)選地，通過控制步驟5)中保溫時(shí)間、保溫溫度獲得該V2C致密陶瓷層。
13.—種如權(quán)利要求4-10之一所述耐磨涂層的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)、先準(zhǔn)備一釩板；優(yōu)選地，其中釩的純度控制在99.7-99.9% ;更優(yōu)選地，所述釩板的厚度控制在0.2-3mm ;優(yōu)選地，所述|凡板先被加以表面處理； 2)、將金屬基材冶煉為金屬液； 3)、將上述金屬液澆入放置有上述釩板的砂型內(nèi)，獲得上部為金屬基體下部為釩板的復(fù)合體； 4)、將上述復(fù)合體外部整體包覆外部碳源； 5)、將包覆外部碳源的復(fù)合體放入具有保護(hù)氣氛的保溫爐內(nèi)保溫，最后隨爐冷卻至室溫，獲得梯度復(fù)合涂層。
14.如權(quán)利要求13所述的耐磨涂層的制備方法，其特征在于:通過控制步驟5)中保溫時(shí)間、保溫溫度獲得該梯度復(fù)合涂層即碳化物涂層，所述碳化物涂層包括依次呈梯度分布的準(zhǔn)單晶相V2C致密陶瓷層、微米V8C7致密陶瓷層、V 8C7與基體的融合層。
15.如權(quán)利要求14所述的耐磨涂層的制備方法，其特征在于:在步驟5)中保溫溫度、保溫時(shí)間以及最終能夠獲得的梯度復(fù)合涂層的總厚度符合如下公式，L = kTlogt1/2+b0其中: L一一梯度復(fù)合涂層的總厚度(μ m)， k 是常數(shù)，取值為0_1，k ^ O, T--保溫溫度(K)， t 保溫時(shí)間(s)， b0一一初始厚度(ym)，即金屬液澆注后與釩板之間形成的復(fù)合層的厚度。
16.一種碳鋼表面的耐磨涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)、先準(zhǔn)備一釩板，所述釩板先被加以表面處理，釩的純度控制在99.7-99.9% ;更優(yōu)選地，所述銀板的厚度控制在0.2-3mm ;優(yōu)選地，所述I凡板先被加以表面處理； 2)、將碳鋼基材冶煉為鋼液；優(yōu)選地，溫度控制在1500-1560°C； 3)、將上述鋼液澆入放置有上述釩板的砂型內(nèi)，冷卻后，獲得上部為碳鋼基體下部為釩板的復(fù)合體；優(yōu)選地，澆注溫度控制在1500-1560°C ;更優(yōu)選地，澆注時(shí)間為5-120秒；進(jìn)一步優(yōu)選地，一分鐘后，在冒口補(bǔ)澆； 4)、將上述復(fù)合體外部整體包覆外部碳源； 5)、將包覆外部碳源的復(fù)合體放入具有保護(hù)氣氛的保溫爐內(nèi)保溫，最后隨爐冷卻至室溫，獲得所述碳鋼基體表面的碳化物涂層。
17.如權(quán)利要求16所述的耐磨涂層的制備方法，其特征在于:在步驟5)中保溫溫度、保溫時(shí)間以及最終能夠獲得的梯度復(fù)合涂層的總厚度符合如下公式，L = kTlogt1/2+b0其中: L一一碳化物涂層的總厚度(ym)， k 是常數(shù)，取值為0_1，k ^ O, T—保溫溫度(K)， t 保溫時(shí)間(S)， b0一一初始厚度(ym)，即金屬液澆注后與釩板之間形成的復(fù)合層的厚度。
18.如權(quán)利要求16-17之一所述耐磨涂層的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中，表面處理的步驟如下: 第一步酸洗，選用300ml/L的鹽酸或60ml/L的磷酸或120ml/L的雙氧水，后流水沖洗； 第二步酸洗，選用300ml/L的氫氟酸或200ml/L的硫酸或240ml/L的雙氧水，后流水沖洗； 第三步表面打磨，選用800-1200目的Al2O3砂紙，最后用酒精超聲清洗。
19.如權(quán)利要求16-18之一所述耐磨涂層的制備方法，其特征在于:所述步驟4)中的外部碳源為石墨紙或石墨粉；優(yōu)選地，所述石墨紙為三級(jí)以上，純度為85-99%，厚度為0.1-0.35mm ;優(yōu)選地，所述石墨粉選擇粒度在600-1000目，純度為85-95 %。
20.如權(quán)利要求16-19之一所述耐磨涂層的制備方法，其特征在于:所述步驟5)中，升溫至1000-1160°C，升溫速度控制在7°C /min，保溫時(shí)間為6_12h，優(yōu)選8_10h。
21.如權(quán)利要求16-20之一所述耐磨涂層的制備方法，其特征在于:所選碳鋼基體為低碳鋼、中碳鋼或高碳鋼。
22.如權(quán)利要求16-21之一所述耐磨涂層的制備方法，其特征在于:所述保護(hù)氣為氬氣或氮?dú)猓瑲怏w流量為4-8ml/min。
23.如權(quán)利要求16-22之一所述耐磨涂層的制備方法，其特征在于:具有碳化物涂層的碳鋼復(fù)合體被進(jìn)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(jìn)行熱處理，基體為珠光體組織；或在220-450°C進(jìn)行熱處理，基體為貝氏體組織；或在220°C以下進(jìn)行熱處理，基體為馬氏體組織。
【專利摘要】一種耐磨涂層，包括V2C致密陶瓷層，還可進(jìn)一步包括微米V8C7陶瓷層及V8C7與基體的融合層。所述V2C致密陶瓷層、微米V8C7陶瓷層及V8C7與基體的融合層依次呈梯度分布?？杀皇┘佑诮饘倩w表面。本發(fā)明通過鑄造得到的金屬基體與釩復(fù)合體，外引入外碳源，并加熱、保溫，從而在金屬基體表面形成碳化物涂層，所述涂層與基體之間為冶金結(jié)合，結(jié)合力很強(qiáng)，克服了現(xiàn)有硬質(zhì)顆粒與金屬基體間非冶金結(jié)合，結(jié)合力很弱，顆粒容易脫落的問題，大幅度提高了金屬基體表面的耐磨性能。
【IPC分類】C21D9-00, C23C8-64, B22D19-00, B32B9-04
【公開號(hào)】CN104527150
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410660123
【發(fā)明人】許云華, 葉芳霞, 鐘黎聲, 梁淑華, 燕映霖, 趙娜娜, 王娟, 鄒軍濤, 肖鵬
【申請(qǐng)人】西安理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月18日