Известно, что высокохромистые чугуны обладают высокой стойкостью к абразивному износу и широко применяются для порошковой наплавки покрытий на рабочие поверхности деталей, подвергающихся воздействию абразива. Повышение износостойкости чугунов обеспечивают твердые карбиды, присутствующие в структуре наряду с легированной металлической связкой на основе феррита, аустенита или мартенсита.
В работе [1] на основе термографических исследований процессов плавления и кристаллизации высокохромистых чугунов до-, эвтектического и заэвтектического составов показано, что вариацией степени перегрева расплава перед разливкой и температуры литейной формы можно от игольчатой структуры карбидов перейти к равноосной. Подобный эффект модификации структуры может быть достигнут также легированием.
Среди металлических легирующих элементов для чугунов особый интерес представляет титан. Из-за большого сродства титана к углероду в структуре чугунов образуются равноосные частицы кубического карбида титана [2] с рекордной для металлических карбидов твердостью до 33 ГПа.
Благодаря высокой твердости и благоприятной геометрической форме TiC частиц их присутствие обеспечивает существенное повышение износостойкости титановых чугунов и сталей [3–5].
Однако при введении титана в расплав и последующей кристаллизации объемная доля выпадающих частиц титана ограничена, а их дисперсность и морфологию трудно контролировать.
Другая проблема заключается в том, что карбид титана TiCX имеет широкую область гомогенности со стехиометрическим коэффициентом Х, изменяющимся от 0,5 до 1. При распределении углерода между карбидом титана неопределенной стехиометрии и чугунной связкой содержание углерода в чугунной связке также становится неопределенным. Эти проблемы можно решить применением при наплавке композиционных порошков «карбид титана — чугунная связка» с заранее заданной объемной долей карбида титана, химическим и фазовым составом чугунной связки. Для получения композиционных порошков для наплавки целесообразно использовать простой и экономичный способ, основанный на технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС).