新型柱狀碳化鎢表面增強耐磨復合材料的磨粒磨損性能.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、硬質合金增強鐵基耐磨復合材料能同時擁有高的耐磨性和強韌性,可以大幅度提高零部件的使用壽命。本文以 WC-Co硬質合金棒為增強體,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耐磨復合材料,并對其基體與增強體界面微觀組織和磨粒磨損性能進行了系統(tǒng)研究。
  基體的化學成分設定為C3.6%,Si2.5%,Mn0.3%,Cu0.7%,Ni1.2%,Mo0.3%,采用75硅鐵進行孕育處理,稀土鎂合金球化劑進行球化處理,制備出

2、球鐵,利用等溫淬火制備出奧貝球鐵。增強體的化學成分為 WC92%,Co8%。利用 XRD及SEM/EDS等分析手段研究了復合材料界面的物相組成和元素的擴散情況,并測試了復合材料的顯微硬度。利用SUGA型磨粒磨損試驗機研究了復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等元素的互擴散,硬質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合。磨粒磨損試驗結果表明,制備出的奧貝球鐵基復合材料的耐磨性是球鐵基復合材料的1.4倍,基體奧貝球鐵的2倍,基體球鐵的3倍。這是因為首先高硬度、高耐磨性的增強體與強韌性的奧貝球鐵結合良好,使得復合材料在磨損過程中,增強體碳化鎢保護基體不被磨損,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率為50.3%。從球鐵到球鐵基復合材料,增強體的貢獻率為58.4%。從

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

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