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本文将电火花沉积技术和原位合成技术有机地结合起来,提出并研究了一种新的反应涂层制备技术---反应电火花沉积技术。利用电火花沉积过程的冶金反应特点,使保护气体作为反应气体与熔融的电极材料、基体材料发生反应,在沉积层中生成金属碳氮化物增强相。采用DZ-1400型电火花沉积/堆焊机,以工业氮气(纯度99.999%)为保护气和反应气,以碳棒为电极,在钛合金TC4表面制备了TiCN金属陶瓷涂层。探讨了TiCN涂层的形成过程,分析了TiCN涂层界面行为,对TiCN涂层表面进行XPS分析,XRD物相分析。通过研究单点强化点的形貌特征、沉积层表面形貌特征及所含元素和物相的特点、沉积层截面的组织特征,分析了沉积层中TiCN的显微特征。结果表明:单点强化点中心为微坑,四周呈溅射状。沉积层表面比较平坦,主要含有Ti、N、C、O、Al、Na、F元素。沉积层主要由TiCN相组成,同时存在少量的Ti0.8V0.2和C,沉积层截面可分三个区,分别是沉积区、结合区、基区。结合区与基区之间是冶金结合,TiCN在沉积层纵向分布较均匀,结合层到表层均有TiCN。通过实验研究了电容量、输出电压、频率、比沉积时间和N2流量等工艺参数对沉积层厚度的影响规律,只考虑输出电压、电容量、频率、比沉积时间、N2流量沉积参数的单一因素对沉积层厚度的影响。中档电容匹配高电压是较为理想的选择;工作频率是越大越好,N2流量优选中等流量。测试并分析了沉积层的显微硬度、耐磨损性能。得出反应电火花沉积层与基体间形成良好的冶金结合,沉积层主要由TiCN相组成,组织致密、均匀、连续,能够有效地改善基体的表面性能。试验证明,经电火花表面沉积过的工件,其耐磨损性能均有显著提高,其磨损量是基体材料磨损量的一半。对沉积层磨损量进行了正交试验,运用正交试验的直观分析法得出了工艺的最优方案为放电电容为80μF、工作频率为800HZ、沉积电压为160V、反应保护气流量为5L/min。通过方差分析法可知各因素对TiCN沉积层磨损量的影响得出放电电容为显著影响,工作频率、输出电压和反应保护气流量为不显著。