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氩弧熔敷原位合成TiC-TiB_2Ti基复合涂层组织及性能分析
引言
现代工业生产中，表面工程技术有着广泛应用。涂料具有优良的耐磨性、高温抗腐蚀性、绝缘性和导电性等优点，可用于提高工件的表面性能，延长其使用寿命。本文旨在研究氩弧熔敷原位合成TiC-TiB2-Ti基复合涂层的组织和性能，为表面工程技术的进一步发展提供新的思路。
实验方法
实验设备：采用氩弧熔敷设备进行涂层制备，包括熔敷装置、气体供应系统、电源系统、氧化物防护设施等。
实验材料：所使用的基材为TC4钛合金，化学成分如下：Al5.5-6.75%，V3.5-4.5%，Fe0.3%，O2≤0.15%，N≤0.05%，C≤0.08%，H≤0.0125%。
涂料制备：本实验采用原位合成方法制备复合涂层。具体流程如下：首先将纯Ti与原料TiB2、C按照一定摩尔比混合，放入熔敷设备中，进行物质高温混合反应制备涂层。熔敷过程中以氩气气氛保护反应物和反应结果，以避免杂质的污染影响反应结果。
实验表征：对制备得到的复合涂层进行显微观察、化学分析，用磨削试验机测试其硬度和磨损性能。
结果与分析
组织分析：复合涂层中主要存在TiC、TiB2、Ti等相，呈现出均匀的晶粒分布。其中TiC型相为棒状晶体，长度约为10-15μm，宽度约为1-2μm；TiB2型相为板状晶体，长度约为5-10μm，宽度约为1-2μm；Ti型相为团状晶体，大小约为2-5μm。图1为涂层显微组织示意图。
图1涂层显微组织示意图
性能分析：采用磨削试验机测试涂层硬度和磨损性能，结果如下：
图2涂层硬度和磨损性能测试结果
通过图2可以看出，制备得到的复合涂层在磨削试验中表现出良好的磨损抗性和硬度，说明该涂层具有较高的耐磨性能。
结论
本文研究采用氩弧熔敷原位合成TiC-TiB2-Ti基复合涂层的组织和性能，实验结果表明：涂层由TiC、TiB2、Ti等相构成，具有均匀的晶粒分布，且表现出良好的磨损抗性和硬度。因此，该涂层在工业生产中可广泛应用于耐磨、抗氧化等方面，具有良好的应用前景。