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一种在γ-TiAl合金表面WC涂层的方法

  • 发布时间: 2023-05-10
预算 10.00万
基本信息
成果方:太原理工大学
合作方式:
成果类型:发明专利,
行业领域
新材料及其应用
成果描述

本发明公开了一种γ‑TiAl金属间化合物表面制备WC涂层的方法,属于金属间化合物表面改性领域。其特征是通过双辉等离子渗金属工艺制备CoCrNiAlTaY过渡层、在其上制备出金属W层、然后通过微波等离子碳化工艺将其碳化为WC层,在γ‑TiAl合金表面获得W涂层及WC涂层。本发明得到的涂层与基材有效利用了γ‑TiAl金属间化合物高温力学性能,金属W的高熔点、抗辐射、WC的耐高温、硬质、抗腐蚀等性能,以及CoCrNiAlTaY的粘附能力强等优点,得到的WC涂层和基材之间的界面结合良好,使其在高温硬质涂层材料、切削工具、航空航天等领域具有潜在的应用前景。

应用范围
 γ‑TiAl金属间化合物作为高温结构材料由于具有低密度、高比强度、高温强度好、抗蠕变性能佳等性能优点,在航空、航天、汽车工业等领域极具应用前景。
碳化钨(WC)由于高硬度、高弹性模量、耐腐蚀、耐磨性极佳等优点,已经广泛应用于金属材料切削及零部件表面修复等领域。例如,WC涂层成功制备在不锈钢、钴镍合金、Ti‑6Al‑4V合金基体表面,并已经被成功应用于航空发动机承受高温(≤500℃)及耐摩擦部件,如燃料喷油嘴、计量阀等。但是,通常轻质是航空航天领域所用材料的关键特点之一。γ‑TiAl金属间化合物作为高温结构材料由于具有低密度(密度是不锈钢的一半)、高比强度、高温强度好、抗蠕变性能佳等性能优点,在航空、航天、汽车工业等领域极具应用前景。然而,γ‑TiAl合金室温脆性导致其抗磨擦磨损性能差;同时,高温(>700℃‑800℃)抗氧化性能不足,大大限制了这类材料的工程应用。为解决该问题,需要进一步探索涂层与基材结合强度高、高硬度、耐磨、抗氧化、导热性好的涂层与基材体系及其制备工艺方法。为此,我们在大量研究的基础上,以γ‑TiAl金属间化合物为基体材料制备出了WC涂层。
 其基本原理如下:本专利申请人采用γ‑TiAl金属间化合物为基体,通过双辉等离子渗金属工艺现在γ‑TiAl基体表面制备CoCrNiAlTaY粘结层、随后在其上制备金属W层;通过微波等离子化学气相沉积技术将W层碳化为WC层,该方法有效改善了γ‑TiAl金属间化合物抗磨擦性能、同时大大提高了WC与γ‑TiAl基体的结合力。

 本发明属于合金表面改性技术领域,具体涉及一种γ‑TiAl金属间化合物表面WC涂层的制备方法。

前景分析

本发明与现有技术相比,其具有显著的优点:结合了WC涂层与γ‑TiAl金属间化合物基材高温力学性能,同时兼顾WC的耐高温、高硬度、耐磨性、耐腐蚀性能,以及利用CoCrNiAlTaY的粘附能力强等优点,得到的涂层硬度高、耐摩擦性好、耐高温性能好、且涂层和基材之间的结合力高,使其在硬质涂层材料、切削工具等领域具有潜在的应用前景。

联系方式

  • 联系人:

    王永胜

  • 联系电话:

    18636869409

  • 通讯地址:

    山西省太原市迎泽西大街79号

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