[发明专利]钢基-碳化钛复合材料制造技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及钢基-碳化钛复合材料制造技术，特别适用于金属基体表面的渗镀。

背景技术

碳化钛具有高熔点、高硬度、高耐磨、耐腐蚀等优点，广泛用于制造各种耐磨零件，如破碎机中的锤头，切削刀具、火箭、飞机的某些部件等。目前，一般采用堆焊法、气相沉积法等工艺制成碳化钛。堆焊法工艺复杂，堆焊后光洁度不高，堆焊基体需要一定厚度，使用中易脱落。气相沉积法在工件表面形成碳化钛膜，虽硬度提高，但由于碳化钛膜的厚度薄，与基体的结合强度不高，耐磨性能受到限制。本发明中组织结构和性能都呈梯度变化，有一定厚度，内部仍具有基体材料的性能，外层具有碳化钛的基本性能。

即便如专利：01242310.6、85100177、99114272.1、00136038.8等，也主要是对过去的碳化钛制造技术改进和创新，没有涉及钢基-碳化钛复合材料制造技术。

发明内容

本发明在于提供钢基-碳化钛复合材料制造技术。

本发明的基本构思是：利用阴极异常辉光放电原理，在低真空情况适当充入惰性气体环境及异常辉光放电条件下，产生高能钛离子和惰性气体离子，在高温下高能钛离子注渗到钢基体内。

渗入钢基体中的钛经碳化处理，形成浓度呈梯度变化且有一定深度的碳化钛注渗层。

具体方案如下：

1、把钛材与钢基体置于阴极内，在低真空情况适当充入惰性气体，且形成异常辉光放电，产生高能钛离子和惰性气体离子，在高温下高能钛离子注渗到钢基体内。

2、渗入钢基体中的钛经碳化处理。

有益效果

本发明具有高硬度、高强度、高耐磨、耐腐蚀、低成本等优点。

具体实施例

实例1：取碳钢一块和钛材置于充有氩气的桶形阴极内，形成异常辉光放电，产生高能钛离子和氩离子，轰击碳钢，高能钛离子沿碳钢被轰击缺陷呈梯度扩散到碳钢中，再经碳化2.5小时后，形成钢基-碳化钛复合材料，把该材料用于钢厂加湿机叶片，寿命比原来16Mn提高4倍以上。

实例2：取20#钢钢板一块和钛材置于充有氩气的桶形阴极内，形成异常辉光放电，产生高能钛离子和氩离子，轰击钢板，高能钛离子沿钢板中被轰击缺陷呈梯度扩散到钢板中，再经碳化2小时后，形成钢基-碳化钛复合材料制造技术，用于轧钢导向辊，耐磨性比原合金工具提高5倍以上。