金属/ 碳化物陶瓷涂层具有优良的耐磨性能 ,在表面工程领域具有广阔的应用前景。在传统热喷涂中 ,由于碳化物与金属以混合物的形式组成喷涂粉末 ,涂层中的硬质相难以弥散在金属基体上 ,陶瓷相颗粒较粗陶瓷/ 金属界面易受污染 ,并且在喷涂过程中碳化物的碳损失降低了涂层中碳化物的硬度 ,从而影响涂层的整体性能 。反应超音速火焰喷涂合成是将自蔓延高温合成技术(SHS) 和超音速火焰喷涂技术( HVOF) 相结合的一种新兴的涂层制备技术 ,其突出优点表现在 : (1) 涂层制备成本低 ； (2) 涂层中陶瓷相由喷涂原料组元间反应原位合成 ,颗粒细小、分布均匀且界面洁净； (3) 涂层致密 ,结合强度高。原始材料合成反应放出的反应热和火焰热相叠加 ,改善金属与陶瓷的结合性 ,熔滴在超音速火焰焰流中加速 ,涂层的致密性、耐磨性和强度得到了提高。国外 B. Lotfi 等利用超音速火焰喷涂合成技术制备出 TiB2Ni(Cr) 金属陶瓷涂层，国内尚未见有关超音速火焰喷涂合成金属陶瓷涂层的报道。为此 ,笔者采用钛粉、镍粉、石墨为原料 ,对不同制粒方式和不同粉末组成所沉积的喷涂涂层相组成和显微形貌进行分析。
1 试验方法
1.1 粉末的制备
试验所用原料粉末为 :镍(纯度大于 99. 5 % ,粒度小于 5μm) 、石墨 (C 含量大于 99. 5 % ,粒度小于2μm) 、钛(纯度大于 98. 5 % ,粒度小于 10μm) 。为了探讨反应系的制粒方式和化学成分等因素对涂层组织的影响 ,试验采用 3 种喷涂粉末。1# 粉末为 PVA 制粒 ,C 与 Ti 原子比为 1 ,Ni 质量分数为30 %；2 # 粉末为 PVA 制粒 ,C 与 Ti 原子比为 1.2 ,Ni 质量分数为 40 %；3 # 粉末为混合制粒 ,C 与 Ti 原子比为 1.2 ,Ni 质量分数为 40 %。混合制粒是指在不添加任何添加剂的条件下将所有原料粉末直接混合球磨(采用 QM2ISP 行星式球磨机 ,球料比为 3∶1 ,球磨时间为 48 h) ；PVA 制粒工艺为:钛粉、镍粉和石墨在无水乙醇中湿磨细化 ,然后利用聚乙烯醇溶液(PVA)做粘结剂 ,再利用团聚法制
粒 ,筛分得到符合喷涂要求的粉末 (粒度小于 97μm) 。
1. 2 涂层制备
采用 CH22000 型 HVOF 喷涂设备制备喷涂试样 ,以丙烷为燃料气体 ,高压氧气为助燃气体 ,氮气为送粉气体。喷涂时 ,丙烷压力为0.6MPa ,氧气压力为0.68 MPa ,氮气压力为0.9 MPa。喷涂工艺参数为：丙烷流量45.2L/ min ,氧气流量361.8 L/min ,粉末流量28.6g/ min ,喷涂距离240 mm。喷涂涂层厚度为 250～310μm。
