先进制造技术

本发明提供一种碳氮化钛/铁基合金复合涂层的反应氮弧熔涂制备方法，属于表面工程技术领域。本发明以工业钛粉和石墨粉为原料，添加酒精和有机粘结剂混合制成浆料，通过刷涂将浆料涂覆在铁基工件表面，在氮气保护下，采用直流TIG焊熔涂工艺，利用钛、碳和氮之间的反应合成硬质相碳氮化钛，获得以碳氮化钛为硬质相、铁基合金为基体相的碳氮化钛/铁基合金复合涂层。本发明的优点在于：复合涂层具有厚度大、致密度高，硬度高、耐磨性优异的特点；工艺设备简单、操作方便、成本低廉、无污染。

工业耐磨件应用：碳氮化钛/铁基合金复合涂层具有优异的耐磨性和硬度，可广泛应用于机械零部件（如轴承、齿轮、模具等），显著延长其使用寿命，降低维护成本。

航空航天领域：该涂层的高温稳定性和抗腐蚀性能使其适用于航空航天发动机部件，能够有效抵御极端环境下的磨损和氧化，提升设备可靠性和安全性。

能源与化工设备：在石油、天然气和化工设备中，该涂层可提供优异的耐腐蚀和抗磨损性能，适用于管道、阀门等关键部件，提高设备运行效率和使用寿命。

工具与刀具制造：该涂层的高硬度和低摩擦系数可显著提升切削工具和刀具的性能，适用于高精度加工领域，如汽车制造和精密机械加工，提高生产效率和产品质量。

绿色制造与可持续发展：反应氮弧熔涂制备方法具有高效、低能耗的特点，符合绿色制造理念，可推动涂层技术在工业领域的广泛应用，助力制造业向可持续发展方向转型。

本发明具有积极的效果：本发明提供的碳氮化钛/铁基合金复合涂层的反应氮弧熔涂制备方法，不需要预先合成碳氮化钛粉体，而是利用碳氮化钛形成元素在氮弧烧熔过程中通过反应直接合成碳氮化钛基金属陶瓷涂层，方法简单，成本低，提高了碳氮化钛/铁基合金复合涂层的制备效率，从根本上解决了等离子体化学气相沉积、中温化学气相沉积、空心阴极离子镀、离子束辅助沉积、粉末冶金真空烧结、激光熔覆方法存在的问题，开辟了碳氮化钛基金属陶瓷涂层制备新途径。