阮鸿雁 沈 琪 宋振达

1.江苏大学，镇江，212031 2.江苏金华厦电气有限公司，镇江，212200

0 引言

本文采用自蔓延反应合成技术，在铸铁表面制备出一层TiC陶瓷颗粒增强Al3Ti金属间化合物基复合涂层材料，使陶瓷颗粒增强相和金属间化合物集中分布在铸铁表面易磨损部位［1－5］，大幅提升其硬度及耐磨性，复合工艺简单，成本低廉，具有一定的工程应用价值［6－8］。

1 试验材料与方法

试验采用市售钛粉（质量分数不小于99.0%，325目）、铝粉（质量分数不小于99.0%，325目）和石墨粉（质量分数不小于99.85%，粒度不大于30μm），将原料粉末分别以TiC和Al3Ti化学剂量按下列反应方程配比：x（Ti＋C）＋（1－x）（3Al＋Ti）→xTiC＋（1－x）Al3Ti［1－3］。将称量好的原料粉末在行星式球磨机上混粉24h，球料比为3∶1（磨球为玛瑙球）。将混合均匀后的粉末压制成厚度为3mm、直径为16mm的圆柱状预制块，致密度约为50%，在150℃下真空干燥6h并自然冷却到室温。采用PVA（聚乙烯醇）－水泥砂造铸型［9］，基体材料采用灰铸铁（10kg），并用4%（质量分数）的PVA水溶液将干燥后的预制块粘固在铸型表面（图1），自然风干后，在300℃下预热铸型2.5h，将要浇注的铁液加热至1400℃时，插铝脱氧，随后将铁液浇入铸型中进行热爆反应，冷却后得到表面复合材料。通过线切割方法将该材料加工成10mm×10mm×10mm的试样。采用Rigaku D/Max－2500/pc型X－ray衍射仪（XRD）分析热爆产物及涂层的相组成；采用JSM－7001F型扫描电镜（附带Inca Energy－350型X射线能谱仪）观察热爆产物及涂层微观组织和界面形貌，并定性分析其成分。

图1 铸型简图

采用HVS－1000显微硬度计测试材料的显微硬度（加载质量15g，加载时间10s）。采用MG－2000型高温磨损试验机对试样进行耐磨性测试，磨损试验的示意图见图2。……