真空粉末燒結法在模具鋼表面制備的硬質覆層的組織和性能.pdf

1、采用真空粉末燒結的方法，在鋼鐵材料表面制備硬質覆層是近年來發(fā)展的一項表面處理和材料復合新技術。這種方法是將混合后的粉末，涂敷在鋼鐵材料的表面，經過真空燒結后獲得硬質覆層。它的顯著優(yōu)點是制備的覆層厚度較大，結合強度高，生產成本低。 本文研究了在45鋼、H13鋼和W18Cr4V鋼表面制備的三元硼化物(Mo<,2>FeB<,2>)基金屬陶瓷和硬質合金覆層的組織和性能。用掃描電鏡、能譜儀、電子探針、X射線衍射儀和硬度計分析了不同燒結溫度

2、對覆層微觀組織和界面結構的影響，研究了覆層的形成機制。用特定的拉伸試驗方法，精確地測量了覆層和鋼基體間的結合強度。根據覆層硬度(HRA)的測定和試樣斷面上顯微硬度(HV)的分布，分析了覆層的強韌性特點。比較了覆層試樣和H13鋼、W18Cr4V鋼的耐磨性，并分析覆層的耐磨機理。測定了H13鋼表面覆層試樣300℃、500℃和700℃時的高溫顯微硬度(HV)，比較覆層試樣和無覆層試樣之間熱強性的差別。用Uddehole法對H13鋼表面覆層試樣

3、進行熱疲勞試驗，分析覆層試樣和無覆層試樣表面熱疲勞裂紋形態(tài)、截面上熱疲勞裂紋分布及熱循環(huán)前后表面硬度(HV)的變化，探討覆層的熱疲勞機理。從上述試驗結果得出以下結論： 三元硼化物基金屬陶瓷覆層適宜的燒結溫度范圍是1220℃～1240℃，組織為Mo<,2>FeB<,2>+α—Fe；硬質合金覆層適宜的燒結溫度范圍是1280℃～1300℃，組織為WC+α—Fe；覆層和鋼基體間產生冶金結合和擴散結合界面，結合強度達到400MPa以上。

4、 覆層的HRA值和HV值分別超過80及1000。斷面上微觀硬度分布在界面兩側變化平緩。覆層的耐磨性高于H13鋼、W18Cr4V鋼，其磨損的機理是微觀切削和塑性變形機理所產生的綜合磨損。 H13鋼表面三元硼化物基金屬陶瓷覆層在700℃時，HV值保持1000左右，具有很高的熱強性。H13鋼表面三元硼化物基金屬陶瓷覆層的熱疲勞抗力大于H13鋼，而H13鋼表面硬質合金覆層的熱疲勞抗力小于H13鋼。前者基于馬氏體基體上分布著大量的細