新型柱狀碳化鎢表面增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料的磨粒磨損性能.pdf

1、硬質(zhì)合金增強(qiáng)鐵基耐磨復(fù)合材料能同時(shí)擁有高的耐磨性和強(qiáng)韌性，可以大幅度提高零部件的使用壽命。本文以 WC-Co硬質(zhì)合金棒為增強(qiáng)體，奧貝球鐵為基體，采用真空消失模鑄造工藝開發(fā)了柱狀碳化鎢表面增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料，并對其基體與增強(qiáng)體界面微觀組織和磨粒磨損性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　基體的化學(xué)成分設(shè)定為C3.6％，Si2.5%，Mn0.3%，Cu0.7%，Ni1.2%，Mo0.3%，采用75硅鐵進(jìn)行孕育處理，稀土鎂合金球化劑進(jìn)行球化處理，制備出

2、球鐵，利用等溫淬火制備出奧貝球鐵。增強(qiáng)體的化學(xué)成分為 WC92%，Co8%。利用 XRD及SEM/EDS等分析手段研究了復(fù)合材料界面的物相組成和元素的擴(kuò)散情況，并測試了復(fù)合材料的顯微硬度。利用SUGA型磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)研究了復(fù)合材料的磨粒磨損性能，觀察磨損表面形貌，定性分析磨損表面并分析了磨損機(jī)理。
　　通過對界面微觀形貌的分析發(fā)現(xiàn)，由于碳化鎢表層的熔解和W、Fe、C、Co等元素的互擴(kuò)散，硬質(zhì)合金與奧貝球鐵界面出現(xiàn)了厚度約為370μ

3、m的過渡層，形成了良好的冶金結(jié)合。磨粒磨損試驗(yàn)結(jié)果表明，制備出的奧貝球鐵基復(fù)合材料的耐磨性是球鐵基復(fù)合材料的1.4倍，基體奧貝球鐵的2倍，基體球鐵的3倍。這是因?yàn)槭紫雀哂捕?、高耐磨性的增?qiáng)體與強(qiáng)韌性的奧貝球鐵結(jié)合良好，使得復(fù)合材料在磨損過程中，增強(qiáng)體碳化鎢保護(hù)基體不被磨損，基體又牢固的支撐著碳化鎢，從而保證其優(yōu)異的耐磨性。其次，從球鐵到奧貝球鐵，基體對材料耐磨性的貢獻(xiàn)率為50.3%。從球鐵到球鐵基復(fù)合材料，增強(qiáng)體的貢獻(xiàn)率為58.4%。從

4、奧貝球鐵到奧貝球鐵基復(fù)合材料，增強(qiáng)體的貢獻(xiàn)率為59.5%（與球鐵到球鐵基復(fù)合材料，增強(qiáng)體的貢獻(xiàn)率相近）。從最初的球鐵到奧貝球鐵基復(fù)合材料，基體與WC共同的貢獻(xiàn)率為79.9%，可見奧貝球鐵基復(fù)合材料抗磨損性能最好。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果最終表明，所開發(fā)的新型柱狀碳化鎢表面增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料中高硬度、高耐磨性的增強(qiáng)體保護(hù)基體不被磨損，同時(shí)基體又有效支撐著增強(qiáng)體，在二者相互協(xié)同作用下抵抗磨損，可滿足一些較為復(fù)雜的磨損工況，如果該復(fù)合材料能夠應(yīng)用到