專利名稱：一種含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料加工、表面處理領(lǐng)域，涉及一種金屬合金表面制備碳化物涂層的方法，特別涉及一種含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法。
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是，一種含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法，包括以下步驟1)首先在含碳金屬合金基體表面預(yù)制具有碳化物形成元素的金屬合金涂層；2)然后在真空或保護氣氛中，加熱至500℃～1400℃的溫度條件保溫幾分鐘至十幾個小時，使基體內(nèi)部的碳原子向預(yù)制涂層擴散，將預(yù)制涂層從基體與預(yù)制涂層的界面逐步轉(zhuǎn)化為碳化物涂層。
本發(fā)明的其它一些特點是，所述含碳金屬合金基體中的碳元素可以是材料自身所含有的，也可以是采用滲碳或其它方法滲入的。
所述預(yù)制的金屬涂層可以通過電鍍、化學(xué)鍍、氣相沉積等方法進行預(yù)制。
所述預(yù)制的金屬合金涂層至少有一種元素可形成穩(wěn)定的碳化物；所述預(yù)制的金屬合金涂層可以為純金屬涂層，可以為合金涂層，還可以為金屬合金與其他種類的陶瓷形成的復(fù)合涂層。
所述碳化物涂層可以為單一的碳化物涂層，也可以為多種碳化物的復(fù)合涂層，還可以是碳化物與其他金屬或氧化物、硼化物等的復(fù)合涂層。
所述碳化物涂層形成過程中所需的碳元素來自金屬合金基體內(nèi)部，涂層與基體呈現(xiàn)良好的結(jié)合。
該發(fā)明的實施可以在含碳金屬合金基體表面制備一層碳化物涂層，涂層與基體之間能夠形成良好的冶金結(jié)合，涂層厚度可控性好。該涂層可以有效地提高材料的耐磨損、耐腐蝕等性能。
按照本發(fā)明的技術(shù)方案，具體實施方法與步驟為
(1)在含碳金屬合金基體表面預(yù)制一定厚度的含有碳化物形成元素的金屬合金預(yù)制涂層；(2)在真空或保護氣氛中，加熱至500℃～1400℃保溫保溫幾分鐘至十幾個小時，使基體內(nèi)部的碳原子向預(yù)制涂層擴散，將預(yù)制涂層從基體與預(yù)制涂層的界面逐步轉(zhuǎn)化為碳化物涂層。
對于含碳量低的金屬合金基體，可采取滲碳的方法，提高其表面層的含碳量。
本發(fā)明制備的含碳金屬合金基體表面碳化物涂層與基體之間能夠形成良好的冶金結(jié)合，涂層厚度可控性好。該涂層可廣泛用于機械、冶金、化工、電力、電子等領(lǐng)域，能夠有效地提高材料的耐磨損、耐腐蝕等性能。
權(quán)利要求
1.一種含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)首先在含碳金屬合金基體表面預(yù)制具有碳化物形成元素的金屬合金涂層；2)然后將其在500℃～1400℃的溫度條件下保溫幾分鐘至十幾個小時，使預(yù)制的金屬合金涂層轉(zhuǎn)化為碳化物涂層，碳化物涂層形成過程中所需的碳元素來自金屬合金基體，涂層的轉(zhuǎn)化從與基體的界面逐漸向外進行。
2.按權(quán)利要求1所述的含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法，其特征在于，所述含碳金屬合金基體中的碳元素可以是材料自身所含有的，也可以是滲入的。
3.按權(quán)利要求1所述的含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法，其特征在于，所述預(yù)制的金屬涂層可以通過電鍍、化學(xué)鍍、浸鍍、氣相沉積、熱噴涂、冷噴涂等方法進行預(yù)制。
4.按權(quán)利要求1或3所述的含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法，其特征在于，所述預(yù)制的金屬合金涂層至少有一種元素可形成碳化物；
5.按權(quán)利要求1或3所述的含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法，其特征在于，所述預(yù)制的金屬合金涂層可以為純金屬涂層，可以為合金涂層，還可以為金屬、合金與陶瓷形成的復(fù)合涂層。
6.按權(quán)利要求1或5所述的含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法，其特征在于，所述碳化物涂層可以為單一的碳化物涂層，也可以為多種碳化物的復(fù)合涂層，還可以是碳化物與其他陶瓷或金屬的復(fù)合涂層。
7.按權(quán)利要求1或6所述的含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法，其特征在于，所述碳化物涂層形成過程中所需的碳元素來自金屬合金基體內(nèi)部，涂層與基體呈現(xiàn)冶金、物理和化學(xué)結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含碳金屬合金基體表面碳化物涂層的制備方法，該方法通過含碳金屬合金基體內(nèi)部的碳元素?zé)釘U散到預(yù)制的金屬合金涂層中而將預(yù)制金屬合金涂層轉(zhuǎn)化為碳化物涂層。該發(fā)明的實施可以在含碳金屬合金基體表面制備一層碳化物涂層，涂層與基體之間能夠形成良好的冶金結(jié)合，涂層厚度可控性好。該涂層可廣泛用于機械、冶金、化工、電力、電子等領(lǐng)域，能夠有效地提高材料的耐磨損、耐腐蝕等性能。
文檔編號C23C28/00GK1431340SQ0311444
公開日2003年7月23日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月17日
發(fā)明者李長久, 楊冠軍, 王豫躍 申請人:西安交通大學(xué)