第37卷第2期 2016年2月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.37
No.2
February
2016
氩弧熔覆原位合成TiC-TiB，复合抗氧化涂层
王振廷，付长璟，梁刚，孟君晟“（黑龙江科技大学材料科学与工程学院，哈尔滨150022）
摘要：为了提高石墨电极的高温抗氧化性能，以钛粉和B。C粉为原料，采用氩弧熔覆技术在石墨电极表面原位反应合成TiC-TB，复合涂层.利用X射线衍射分析、蔡司电子显微镜和扫措电子显微镜对涂层的组织形貌和物相组成进行了分析，利用间歇法测试了TiC-TiB2复合涂层的高温抗氧化性能。结果表明，熔覆层由花瓣状的TiC颗粒和棒状的TB，颗粒组成，熔覆层与石墨基体热匹配性好，表面无裂纹和气孔等缺陷，且熔覆层具有良好的抗高温氧
化性能，1300℃高温氧化6h，氧化增重率为0.546mg/mmh-1 关键词：氩氨弧熔覆；原位合成；复合涂层；抗氧化；TiC-TiB2
中图分类号：TCG174.44 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2016)02010305
以TiC颗粒为增强相的原位自生复合涂层，复合涂层硬度可高达HV950
石墨电极是冶金、电子、原子能工业和宇航工业等部门应用的重要导电材料和结构材料，尤其在高温应用领域中已日益显示出其重要性。但在空气中 723K以上，它会发生氧化，从而限制了其应用1]. 白墨的氧化从723K开始超过1023K后氧化急剧增加，且随着温度的升高而加剧，因此，研究石墨电极的氧化问题显得尤为重要2，然而，迄今还没有找到一种能在1573K以上实现抗氧化的有效方法3]，氩弧熔覆技术是将合金粉末涂覆于工件表面，然后通过电弧电离加热来熔化涂层材料，使涂层与基体形成牢固的冶金结合，目前国内外关于氩弧熔覆研究的较少．国外的研究工作多用于在钛合金或不锈钢表面制备增强耐腐蚀涂层"}，如Soner等人[5]在AISI4340不锈钢表面制备WC增强的熔覆层，Cheng等人"在钛合金表面制备了Ti-Al金属间化合物Ti:Al.TiAl增强的表面涂层,并对其微观组织、力学性能及磨损性能进行了研究国内关于氩弧熔覆的研究多局限在铸铁表面重熔强化和低碳钢表面熔覆自熔性合金粉未末以及米用壶弧熔覆技术制备耐磨复合涂层等。安希忠，刘政军等人“"用钨极氩弧局部重熔强化法在铸铁表面形成了白口组织，重熔过程中添加了W，Mo，Cr，B，V等合金元素进步提高了重熔层的硬度和耐磨性：用Ni60A自熔合金粉、钛粉和石墨粉为原料，在16Mn钢表面制备出
收稿日期：2014-10-29
基金项目：黑龙江省留学回国择优资助项目*参加此项研究工作的还有王新智
文中利用氩弧熔覆技术，把冷涂在石墨电极表面的合金粉末（Ti和B,C)混合物熔化，原位反应合成了TiC-TiB2基复合涂层，并对涂层的显微组织形貌和高温抗氧化性能进行了研究，以期通过利用TC 和TiB材料的高硬度、高熔点、高导电率、耐冲击高温稳定性好和密度低等一系列优点来提高石墨电极的抗高温氧化性能，
1试验方法
石墨作为基体材料.尺寸为50mm×10mm×10 mm.基体先要用砂轮机打磨，去除表面的氧化皮然后用丙酮和酒精清洗，备用熔覆材料选用硅粉，钛粉和B,C粉其中，钛粉的平均粒度20μm，纯度为99.9%：硅粉和B.C粉的平均粒度30μum，纯度为99.5%.
按表1所示的熔覆层材料的配比分别称取原料粉体.在熔覆钛粉和B.C粉之前先熔覆一层硅粉作为过渡层，以缓解石墨基体和熔覆层之间的热应力．然后，再将按3组不同配比称量好的钛粉和B.C 粉分别用研钵研磨混合均匀，取适量粉末于培养血中,用胶水作为粘结剂，在培养皿中将胶水与粉末混合均匀并均勾地涂刷在硅过渡层表面上，厚度控制在1~1.2mm，表面干燥后，用经过丙酮擦洗的玻璃板轻轻的压实、压平，使表面具有一定的平整度．放置在通风处自然干燥24h，再在真空干燥箱中80℃ 烘干20min，使用的氩弧熔覆设备（奥地利弗尼斯公