本发明涉及合金材料技术领域，特别是涉及一种碳化钛-碳化钨合金涂层及其制备方法。
背景技术
磨损是材料失效的原因之一。据相关数据统计，设备损坏和材料失效中有超过70％部分是由于磨损所致，每年全世界由于磨损所导致的直接和间接损失达到了数千亿元。因此高强度、高致密度、耐腐蚀、耐磨损等综合性能良好的结构部件成为了迫切需要。
tic是过渡金属碳化物中的一种具有面心立方结构的间隙相，具有高硬度、高熔点、低密度、热稳定性以及烧结过程中晶粒长达趋势小等特点，是新型硬质合金的开发的材料之一。以tic作为硬质相的合金和钢材相比具有钢材无法比拟的高硬度、高耐磨性和淬透性，和一般硬质合金相比具有可机械加工、可热处理和可焊接等优点。
但另一方面以tic作为硬质相的合金性能上的好坏很大程度取决于粘结相溶化后对硬质相的润湿性。在实际应用中，tic硬质合金尽管有高硬度、高熔点、低密度、热稳定性以及烧结过程中晶粒长达趋势小等优点，但是由于粘结相的对其润湿性差而限制了其发展。与之相反，wc则与粘结相有着良好的润湿性，所以应用范围反而更广。针对这一情况，期望开发一种新型tic-wc复合硬质相硬质合金，寻找能够对tic和wc都具有良好润湿性的粘结相，使其兼有钢材和硬质合金两种材料的特点与长处。
为此，有必要针对上述问题，提出一种碳化钛-碳化钨合金涂层及其制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种碳化钛-碳化钨合金涂层及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种碳化钛-碳化钨合金涂层，所述碳化钛-碳化钨合金涂层包括作为硬质相的碳化钛-碳化钨混合物和作为粘结相的铁、镍，其中，按照质量百分比计，所述碳化钛占50～60％，所述碳化钨占25％，所述铁占2.5～3.8％；所述碳化钛-碳化钨合金涂层还包括：碳0.5～1.2％，铬0.8～1.5％，硅1.2～2％，铝0.5～1.5％，余量为镍和不可避免的杂质。
优选的，所述碳化钛-碳化钨合金涂层包括作为硬质相的碳化钛-碳化钨混合物和作为粘结相的铁、镍，其中，按照质量百分比计，所述碳化钛占55～58％，所述碳化钨占25％，所述铁占3.3～3.8％；所述碳化钛-碳化钨合金涂层还包括：碳0.9～1.2％，铬1.2～1.5％，硅1.5～2％，铝1.1～1.5％，余量为镍和不可避免的杂质。
优选的，所述碳化钛占56％，所述铁占3.5％。
优选的，所述不可避免的杂质不大于0.3％。
本发明还提供一种碳化钛-碳化钨合金涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)取按质量百分比计的组分：碳化钛50～60％、碳化钨25％、碳0.5～1.2％、铬0.8～1.5％、硅1.2～2％、铝0.5～1.5％、铁2.5～3.8％、镍余量，将前述组分混合物加入球磨机中湿磨至粉末粒度为1～2μm，得混合料浆；
(2)将上述混合料浆过滤、干燥，加入适量粘接剂，搅拌均匀，所得的糊剂状混合物涂覆于基板表面，然后置于100～150℃的干燥箱中干燥2～3h，保温10～15h，得到碳化钛-碳化钨合金涂层。
优选的，所述碳化钛-碳化钨合金涂层的厚度为1～2mm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的碳化钛-碳化钨合金涂层中，粘结相与硬质相具有良好的润湿性，该涂层具有强度高、可塑性好、耐磨损和耐腐蚀性能均较好等优点，并且具有较好的可加工性能。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种碳化钛-碳化钨合金涂层，所述碳化钛-碳化钨合金涂层包括作为硬质相的碳化钛-碳化钨混合物和作为粘结相的铁、镍，其中，按照质量百分比计，所述碳化钛占50～60％，所述碳化钨占25％，所述铁占2.5～3.8％；所述碳化钛-碳化钨合金涂层还包括：碳0.5～1.2％，铬0.8～1.5％，硅1.2～2％，铝0.5～1.5％，余量为镍和不可避免的杂质。
其中，所述碳化钛占56％，所述铁占3.5％。
其中，所述不可避免的杂质不大于0.3％。
本发明还公开一种碳化钛-碳化钨合金涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)取按质量百分比计的组分：碳化钛50～60％、碳化钨25％、碳0.5～1.2％、铬0.8～1.5％、硅1.2～2％、铝0.5～1.5％、铁2.5～3.8％、镍余量，将前述组分混合物加入球磨机中湿磨至粉末粒度为1～2μm，得混合料浆；
(2)将上述混合料浆过滤、干燥，加入适量粘接剂，搅拌均匀，所得的糊剂状混合物涂覆于基板表面，然后置于100～150℃的干燥箱中干燥2～3h，保温10～15h，得到碳化钛-碳化钨合金涂层。
其中，所述碳化钛-碳化钨合金涂层的厚度为1～2mm。
下述以具体地实施例进行说明，以制备本发明中的碳化钛-碳化钨合金涂层。
实施例1
(1)取按质量百分比计的组分：碳化钛50％、碳化钨25％、碳0.5％、铬0.8％、硅1.2％、铝0.5％、铁2.5％、镍余量，将前述组分混合物加入球磨机中湿磨至粉末粒度为1～2μm，得混合料浆；
(2)将上述混合料浆过滤、干燥，加入适量粘接剂，搅拌均匀，所得的糊剂状混合物涂覆于基板表面，然后置于100℃的干燥箱中干燥2h，保温10h，得到碳化钛-碳化钨合金涂层。
实施例2
(1)取按质量百分比计的组分：碳化钛55％、碳化钨25％、碳0.9％、铬1.2％、硅1.5％、铝1.1％、铁3.3％、镍余量，将前述组分混合物加入球磨机中湿磨至粉末粒度为1～2μm，得混合料浆；
(2)将上述混合料浆过滤、干燥，加入适量粘接剂，搅拌均匀，所得的糊剂状混合物涂覆于基板表面，然后置于120℃的干燥箱中干燥2.5h，保温12h，得到碳化钛-碳化钨合金涂层。
实施例3
(1)取按质量百分比计的组分：碳化钛58％、碳化钨25％、碳0.9％、铬1.2％、硅1.5％、铝1.1％、铁3.3％、镍余量，将前述组分混合物加入球磨机中湿磨至粉末粒度为1～2μm，得混合料浆；
(2)将上述混合料浆过滤、干燥，加入适量粘接剂，搅拌均匀，所得的糊剂状混合物涂覆于基板表面，然后置于120℃的干燥箱中干燥2.5h，保温12h，得到碳化钛-碳化钨合金涂层。
实施例4
(1)取按质量百分比计的组分：碳化钛56％、碳化钨25％、碳0.9％、铬1.2％、硅1.5％、铝1.1％、铁3.5％、镍余量，将前述组分混合物加入球磨机中湿磨至粉末粒度为1～2μm，得混合料浆；
(2)将上述混合料浆过滤、干燥，加入适量粘接剂，搅拌均匀，所得的糊剂状混合物涂覆于基板表面，然后置于120℃的干燥箱中干燥2.5h，保温12h，得到碳化钛-碳化钨合金涂层。
实施例5
(1)取按质量百分比计的组分：碳化钛60％、碳化钨25％、碳1.2％、铬1.5％、硅2％、铝1.5％、铁3.8％、镍余量，将前述组分混合物加入球磨机中湿磨至粉末粒度为1～2μm，得混合料浆；
(2)将上述混合料浆过滤、干燥，加入适量粘接剂，搅拌均匀，所得的糊剂状混合物涂覆于基板表面，然后置于150℃的干燥箱中干燥3h，保温15h，得到碳化钛-碳化钨合金涂层。
对比实施例2～实施例4，在其他组分含量及条件相同的情况下，通过改变碳化钛、铁、镍的含量制备得到碳化钛-碳化钨合金涂层，结果表明，当碳化钛含量为55～58％、铁含量为3.3～3.5％、镍占余量时，粘结相与硬质相具有良好的润湿性，该涂层具有强度高、可塑性好、耐磨损和耐腐蚀性能均较好等优点，并且具有较好的可加工性能。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。