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鈦合金具有低的密度、高的比強度、良好的耐蝕性和耐熱性以及優(yōu)異的生物相容性，在航空航天、石油化工、醫(yī)用設備、體育器材等領域得到廣泛應用。但鈦合金存在硬度低、耐磨性差的缺點，阻礙了其在摩擦磨損環(huán)境中的應用。因此，鈦合金表面的耐磨涂層具有重要的應用價值和工業(yè)前景。

1 .一種鈦合金表面的納米碳化鈦增強的鈦基復合涂層的制備方法，其特征在于：以鈦粉、石墨和蔗糖為原料，采用霧化造粒/前驅(qū)體碳化復合工藝制備鈦-碳復合粉末；采用等離子噴涂工藝在鈦合金表面沉積復合涂層；涂層結構為納米碳化鈦彌散分布于鈦基固溶體中；涂層顯微硬度在1000HV0 .2以上。

2 .根據(jù)權利要求1所述鈦合金表面的納米碳化鈦增強的鈦基復合涂層的制備方法，其特征在于：原料粉末質(zhì)量百分比如下：鈦粉：65％～85％，石墨：0～20％蔗糖15％～35％；鈦粉粒徑為1～20μm，石墨粒徑為2～5μm。

3 .根據(jù)權利要求1所述鈦合金表面的納米碳化鈦增強的鈦基復合涂層的制備方法，其特征在于：包含以下步驟：

1)將鈦粉、石墨和蔗糖按比例混合，在行星球磨機中濕磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇，球料比為10:1，球磨時間為0.5-1.5小時；

2)向球磨后的漿料中加入去離子水調(diào)節(jié)其固含量為50～60％，按每千克漿料5ml加入水性分散劑A15溶液，按每千克原料粉末40～50g加入粘結劑10％PVA溶液，按每千克漿料 0.5～1g加入消泡劑正丁醇，并采用機械攪拌器，攪拌1～2小時，獲得均勻懸濁漿料；水性分散劑A15為含顏料親和基團的聚合物溶液，成分為固含量：40％，丙二醇含量：20％，水含量：40％；

3)將懸濁漿料通過蠕動泵輸送進入離心霧化造粒機進行造粒，造粒過程參數(shù)為進氣口溫度180～220℃，出氣口溫度90～100℃，霧化盤轉速9000～11000rpm；

4)將造粒粉末在流動氬氣保護的熱處理爐中碳化處理，裝料質(zhì)量為1～2g/cm3，保溫時間為200℃保溫1～2小時，350℃保溫0 .5～1小時；

5)將碳化粉末機械篩分，得到粒徑為20～90μm的復合粉末；

6)將TA7、TB5、TC1、TC2、TC3、TC4鈦合金板表面采用三氧化二鋁顆粒噴砂，作為待噴涂基板；

7)采用等離子噴涂設備噴涂復合粉末，在待噴涂基板上沉積納米碳化鈦增強的鈦基復合涂層。

4 .根據(jù)權利要求3所述鈦合金表面的納米碳化鈦增強的鈦基復合涂層的制備方法，其特征在于：步驟7)所述等離子噴涂過程工藝參數(shù)為：噴涂功率35～45kW，噴涂電流450A～600A，氬氣流量30～40NLPM，氫氣流量10～12NLPM，送粉流量4NLPM。

5 .根據(jù)權利要求1所述鈦合金表面的納米碳化鈦增強的鈦基復合涂層的制備方法，其特征在于：所述復合涂層內(nèi)部碳化鈦尺寸為120～600nm。

6 .根據(jù)權利要求1所述鈦合金表面的納米碳化鈦增強的鈦基復合涂層的制備方法，其特征在于：涂層內(nèi)部碳化鈦由復合粉末中的原料鈦粉和石墨以及蔗糖碳化形成的碳在噴涂過程中反應生成。

本發(fā)明屬于金屬陶瓷涂層制備技術領域，可用于提升鈦合金表面的耐磨性。以鈦粉、石墨和蔗糖為原料，經(jīng)霧化造粒/前驅(qū)體碳化復合工藝制備鈦-碳復合粉末；采用等離子噴涂工藝在鈦合金表面沉積納米碳化鈦增強的鈦基復合涂層。

本發(fā)明提出利用反應噴涂制備納米碳化鈦強化相的工藝，制備的復合涂層內(nèi)部具有納米級的碳化鈦增強相，因此具有高的硬度和耐磨性，可以用于各種鈦合金表面以提高其耐磨性。