碳化钛颗粒增强铁基表面复合材料的研究

2015年04月01日 9:17 4402次浏览 来源:   分类: 镁应用

导读: 现代工业的高速发展迫切需要在高温、高速、耐磨损条件下的结构件,如发动机的凸轮轴、挺杆、气门阀座、高速轧机的轧环、导向轮和轧辊等,现有的钢铁材料及其合金越来越难以满足需要,颗粒增强铁基复合材料因其特有的高比强度、高比模量、耐磨和耐高温等优良性能而得到世界各国学者的广泛关注,成为近年来新材料开发的热点。

  现代工业的高速发展迫切需要在高温、高速、耐磨损条件下的结构件,如发动机的凸轮轴、挺杆、气门阀座、高速轧机的轧环、导向轮和轧辊等,现有的钢铁材料及其合金越来越难以满足需要,颗粒增强铁基复合材料因其特有的高比强度、高比模量、耐磨和耐高温等优良性能而得到世界各国学者的广泛关注,成为近年来新材料开发的热点。颗粒增强铁基复合材料一般是作为耐磨、耐蚀、耐热材料进行开发和应用的。如在工作面上采用此材料,可以获得表面耐磨性优,心部塑韧性好的零部件,更可贵的是,在既有磨损又有耐热的严酷工况下,可通过基体与颗粒的不同选择,能兼顾抗磨损与抗氧化性的不同要求。鉴于此,本文将原位合成技术与铸造技术相结合,利用铸造过程中浇注及凝固时所产生的余热,在灰铸铁表面合成了TiC颗粒增强铁基表面复合材料,并探讨了该表面复合材料的显微组织、耐磨性以及高温抗氧化性。
  将铁粉(粒度<10μm)、钛粉(粒度<10μm)、石墨粉(粒度<5μm)以及少量烧结活性剂以一定比例混合,用QM-1SP行星式球磨机以200r/min湿混24h。料浆的干燥在353K的真空干燥箱中进行,混合粉经干燥后,加入6%左右的汽油橡胶,然后造粒,过100目筛,最后在50t液压机上压制成40mm×20mm×2mm的坯块,经低温烧结脱胶后,粘贴在PVA树脂砂型表面,然后浇入1500℃左右的HT200铁液,凝固后制取金相试样、磨损试样和高温抗氧化性试样。
  采用铸造与原位合成技术,灰铸铁表面合成了Fe-TiC表面复合材料,在表面复合材料层与灰铸铁之间形成了良好的冶金结合。Fe-TiC表面复合材料在干滑动磨损条件下,尤其在重载荷条件下具有优良的耐磨性。Fe-TiC表面复合材料在900℃氧化条件下具有优良的抗氧化性。

责任编辑:淮金

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