专利名称：一种含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法
技术领域：
本发明属于材料加工、表面处理领域，涉及一种金属合金表面制备碳化物涂层的方法，特别涉及一种含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法。
实现上述目的的技术方案是，一种含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法，包括以下步骤1)首先在含碳金属合金基体表面预制具有碳化物形成元素的金属合金涂层；2)然后在真空或保护气氛中，加热至500℃～1400℃的温度条件保温几分钟至十几个小时，使基体内部的碳原子向预制涂层扩散，将预制涂层从基体与预制涂层的界面逐步转化为碳化物涂层。
本发明的其它一些特点是，所述含碳金属合金基体中的碳元素可以是材料自身所含有的，也可以是采用渗碳或其它方法渗入的。
所述预制的金属涂层可以通过电镀、化学镀、气相沉积等方法进行预制。
所述预制的金属合金涂层至少有一种元素可形成稳定的碳化物；所述预制的金属合金涂层可以为纯金属涂层，可以为合金涂层，还可以为金属合金与其他种类的陶瓷形成的复合涂层。
所述碳化物涂层可以为单一的碳化物涂层，也可以为多种碳化物的复合涂层，还可以是碳化物与其他金属或氧化物、硼化物等的复合涂层。
所述碳化物涂层形成过程中所需的碳元素来自金属合金基体内部，涂层与基体呈现良好的结合。
该发明的实施可以在含碳金属合金基体表面制备一层碳化物涂层，涂层与基体之间能够形成良好的冶金结合，涂层厚度可控性好。该涂层可以有效地提高材料的耐磨损、耐腐蚀等性能。
按照本发明的技术方案，具体实施方法与步骤为
(1)在含碳金属合金基体表面预制一定厚度的含有碳化物形成元素的金属合金预制涂层；(2)在真空或保护气氛中，加热至500℃～1400℃保温保温几分钟至十几个小时，使基体内部的碳原子向预制涂层扩散，将预制涂层从基体与预制涂层的界面逐步转化为碳化物涂层。
对于含碳量低的金属合金基体，可采取渗碳的方法，提高其表面层的含碳量。
本发明制备的含碳金属合金基体表面碳化物涂层与基体之间能够形成良好的冶金结合，涂层厚度可控性好。该涂层可广泛用于机械、冶金、化工、电力、电子等领域，能够有效地提高材料的耐磨损、耐腐蚀等性能。
权利要求
1.一种含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤1)首先在含碳金属合金基体表面预制具有碳化物形成元素的金属合金涂层；2)然后将其在500℃～1400℃的温度条件下保温几分钟至十几个小时，使预制的金属合金涂层转化为碳化物涂层，碳化物涂层形成过程中所需的碳元素来自金属合金基体，涂层的转化从与基体的界面逐渐向外进行。
2.按权利要求1所述的含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法，其特征在于，所述含碳金属合金基体中的碳元素可以是材料自身所含有的，也可以是渗入的。
3.按权利要求1所述的含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法，其特征在于，所述预制的金属涂层可以通过电镀、化学镀、浸镀、气相沉积、热喷涂、冷喷涂等方法进行预制。
4.按权利要求1或3所述的含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法，其特征在于，所述预制的金属合金涂层至少有一种元素可形成碳化物；
5.按权利要求1或3所述的含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法，其特征在于，所述预制的金属合金涂层可以为纯金属涂层，可以为合金涂层，还可以为金属、合金与陶瓷形成的复合涂层。
6.按权利要求1或5所述的含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法，其特征在于，所述碳化物涂层可以为单一的碳化物涂层，也可以为多种碳化物的复合涂层，还可以是碳化物与其他陶瓷或金属的复合涂层。
7.按权利要求1或6所述的含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法，其特征在于，所述碳化物涂层形成过程中所需的碳元素来自金属合金基体内部，涂层与基体呈现冶金、物理和化学结合。
全文摘要
本发明公开了一种含碳金属合金基体表面碳化物涂层的制备方法，该方法通过含碳金属合金基体内部的碳元素热扩散到预制的金属合金涂层中而将预制金属合金涂层转化为碳化物涂层。该发明的实施可以在含碳金属合金基体表面制备一层碳化物涂层，涂层与基体之间能够形成良好的冶金结合，涂层厚度可控性好。该涂层可广泛用于机械、冶金、化工、电力、电子等领域，能够有效地提高材料的耐磨损、耐腐蚀等性能。
文档编号C23C28/00GK1431340SQ0311444
公开日2003年7月23日 申请日期2003年1月17日 优先权日2003年1月17日
发明者李长久, 杨冠军, 王豫跃 申请人:西安交通大学