[发明专利]一种TiC/FeCr增强钢基表面复合材料

权利要求书

1.一种TiC/FeCr增强钢基表面复合材料，制备原料包括：钛粉(纯度≥99.8%)，<150μm；铬粉(纯度≥99.7%％)，<45μm；石墨(纯度≥99.6%)，<45μm。

2.根据权利要求1所述的TiC/FeCr增强钢基表面复合材料，其特征是TiC/FeCr增强钢基表面复合材料的制备步骤为：将合金粉末混合后在滚动球磨机上干混4 h，不锈钢球作为磨球，球料比为10：1，球磨机转速80r/min，在3种混合好的合金粉末分别加入其总重量3%的聚乙烯醇(PVA)，用75MPa的压力压成60mm×40mm×3mm的长方形块，具体过程如下：将聚苯乙烯泡沫切成60mm×50mm×40mm，内浇道为10mm×30mm×45mm，在泡沫模样上挖的一个60mm×40mm×3mm的槽，将压坯放进槽里；涂挂消失模专用耐火涂料，然后放人烘房烘烤10h，烘烤温度为70℃，待全部烘干后，粘接浇注系统；采用(0.22-0.45)mm(40-70目)的干硅砂装箱造型，抽真空浇注，浇注钢液为高锰钢，浇注温度为1560℃，浇注前后的真空度为7.4×104Pa，7X104Pa，浇注完后，冷却清砂。

3.根据权利要求1所述的TiC/FeCr增强钢基表面复合材料，其特征是TiC/FeCr增强钢基表面复合材料的检测步骤为：涂层经线切割制备成10mm×10mm×5mm金相试样；利用TH320型全洛式硬度计测硬度、利用LEO-1450型扫描电镜观察微观组织，并用其携带的能谱分析系统(EDS)定性分析涂层中各种相的化学成分，利用日本理学Dmax—RC型X射线衍射仪(XRD)鉴定涂层中相组成；磨损试验在旋转圆盘试验机上进行；磨损试验机转盘直径240mm，转动速度330r/min，法向载荷15N，磨料粒度是-80μm(180目)的SiC，砂浆含砂量为15kg/m3，流量为100mL/min；实验前将涂层试样用线切割加工成尺寸为20×13mm的圆柱体，其中涂层厚度为3mm，并根据传统步骤制备金相试样；磨损时间10min，每个试样磨损3次；试样磨损前后均用酒精清洗烘干，用SEM对涂层磨损后的形貌进行分析，并用精度为0.1mg的SartoriusTE 214S型电子天平测量试样磨损前后的质量，通过单位面积的失重量评价涂层的耐磨性。

4.根据权利要求1所述的TiC/FeCr增强钢基表面复合材料，其特征是借助自蔓延高温合成(SHS)的机理，利用真空实型铸渗(V-EPC)方法制备自生TiC/FeCr钢基表面复合材料，可以提高复合材料的硬度和耐磨性；随着压坯中铬粉含量的增加，涂层的硬度先增加后下降，当Cr含量为20%最高，达到60HRC；TiC颗粒的分布随着Cr含量的增加而逐渐均匀，但超过20%以后颗粒均匀分布程度低，需保证所得复合材料中的TiC颗粒数量较多、尺寸较小且分布均匀，这样可使TiC颗粒的间距减小，抗磨作用加强；V-EPC铸渗制备的自生TiC颗粒增强钢基表面复合材料的形成过程，是钢液渗透和自蔓延反应过程两者的共同作用造成的。