碳化鎢顆粒增強(qiáng)高錳鋼基表面復(fù)合材料的研究.pdf

1、本文以目前高錳鋼鑄件在中、低應(yīng)力條件下，由于受力表面不能充分加工硬化、表面初始硬度低，造成高錳鋼鑄件使用初期磨損嚴(yán)重等問(wèn)題為研究背景，采用真空消失模鑄滲(V-EPC)工藝澆注高錳鋼熔液，從而制備出組織致密、無(wú)明顯宏觀缺陷的WC顆粒增強(qiáng)高錳鋼基表面復(fù)合材料。論文研究了合金粉末配方、碳化鎢粒度、碳化鎢類型、EPS珠粒加入量、合金涂層厚度、相對(duì)厚度、粘結(jié)劑種類、合金涂層預(yù)制方式、合金涂層相對(duì)密度等因素對(duì)表面復(fù)合層質(zhì)量的影響。研究結(jié)果表明：

2、 研制的合金粉末配方可以制備出組織致密、無(wú)明顯宏觀缺陷的高錳鋼基表面復(fù)合材料。合金粉末的最佳配方為50％Ni-WC+30％Cr-Fe+14％EPS+3％合成樹(shù)脂+3％硼砂。粒度在50～150日的鑄造WC和Ni-WC粉在鑄滲的過(guò)程中全部溶解，凝固后以含有W、Cr、Ni等元素的合金滲碳體形式析出。用Ni-WC粉制備的復(fù)合層質(zhì)量?jī)?yōu)于鑄造WC，復(fù)合層中沒(méi)有明顯的氣孔、夾渣等缺陷。 加入適量的EPS珠?？梢悦黠@改善高錳鋼母液對(duì)合金涂層

3、的浸滲能力，但加入過(guò)多的EPS珠粒則會(huì)在復(fù)合層中產(chǎn)生過(guò)多的氣孔缺陷。使用水玻璃作為粘結(jié)劑，復(fù)合層組織中出現(xiàn)了黑色雜質(zhì)相；使用合成樹(shù)脂作為粘結(jié)劑時(shí)，復(fù)合層組織中沒(méi)有黑色雜質(zhì)相出現(xiàn)。 采用涂覆法，合金涂層的厚度超過(guò)7mm時(shí)，復(fù)合層與基材之間出現(xiàn)分層、脫落現(xiàn)象。采用壓塊法，能夠制備復(fù)合層較厚(約10mm)的表面復(fù)合材料，并且復(fù)合層質(zhì)量明顯優(yōu)于涂覆法。合金涂層相對(duì)密度越大，復(fù)合層的質(zhì)量越好。 表面復(fù)合層的顯微組織包括三種組成相：

4、魚(yú)骨狀合金滲碳體，其成分特點(diǎn)為低鐵、高鎢，是復(fù)合層中顯微硬度最高的相；島狀合金滲碳體，其成分特點(diǎn)為高鐵，富含鎢、鉻，顯微硬度較高但低于魚(yú)骨狀合金滲碳體；合金奧氏體，是復(fù)合層中的基體，含有少量的W、Cr、Mn、Ni等合金元素，顯微硬度高于高錳鋼基體。 魚(yú)骨狀合金滲碳體主要分布在復(fù)合層中部(距表面深度約1.5～4mm)。過(guò)渡層的顯微組織主要是島狀合金滲碳體，魚(yú)骨狀合金滲碳體的數(shù)量在過(guò)渡層明顯減少并且呈點(diǎn)狀分布。從復(fù)合層表面向內(nèi)，顯微