WC顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料因硬度高、耐磨性好而廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山冶金與水利水電等行業(yè),但WC價格高,實(shí)際應(yīng)用生產(chǎn)成本高,難以進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用。針對WC價格高的問題,本實(shí)驗(yàn)以低成本的鎢鐵為鎢源,采用真空燒結(jié)反應(yīng)合成WC/Fe耐磨材料,并借助XRD、SEM、EDS、宏觀硬度與磨粒磨損等測試技術(shù),研究燒結(jié)溫度、保溫時間、C/W、Cr含量以及TiC/TaC含量變化等對材料組織與性能的影響。結(jié)果表明:1)選用合金體系Fe-62.5W-4.7C,在1250¹450℃下進(jìn)行燒結(jié),均可原位合成WC,同時生成少量Fe3W3C,Fe3W3C隨溫度升高而長大,而WC則顆粒細(xì)小,且彌散分布于基體;隨燒結(jié)溫度升高,材料密度和硬度均先顯著增大后趨于平穩(wěn),在燒結(jié)溫度為1350¹400℃時,材料密度、硬度和耐磨性達(dá)最佳匹配,最大硬度為56HRC,相對耐磨性為Q235的27倍。為降低Fe3W3C含量,選用合金體系Fe-62.5W-5C,并將其在1400℃下進(jìn)行不同保溫時間的燒結(jié),反應(yīng)生成單一硬質(zhì)WC,表明該合金體系的C含量位于正常兩相組織所對應(yīng)的碳含量區(qū)間;反應(yīng)生成的W... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

外加引入法制備WC/Fe材料的示意圖

W 源 C 源 Fe 基 WC/Fe 耐磨材料圖 1-2 原位合成法制備 WC/Fe 材料的示意圖Figure 1-2 Schematic diagram of WC/Fe materials prepared by in situ synthesis以純鎢為鎢源進(jìn)行 WC 的原位合成，常用的制備方法有鑄滲法[26-29]、熔敷法[30-合金化法[33]以及其他方法[34,35]。（1）鑄滲法牛立斌等[26,27]將熔融鑄鐵澆注到疊加的鎢絲網(wǎng)上，并在 1100 ℃與 1150 ℃下反應(yīng)，得到 WCp與 W 絲混雜增強(qiáng)的鐵基耐磨材料。在 1100 ℃下獲得的 WC ，而在 1150 ℃下獲得的 WC 顆粒較大。隨后，其又將該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，采用法制備上述材料，當(dāng)澆注溫度為 1300 ℃，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為 1340 rpm 時，復(fù)合涂組織有良好的冶金結(jié)合，涂層厚為 3 mm，涂層組織為 WC 顆粒、珠光體與微墨。且抵抗塑性變形與磨損的能力較未強(qiáng)化的鑄鐵而言明顯增強(qiáng)。付永紅等[28]法復(fù)合原位合成法制備 WCp/W 絲混雜增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料。反應(yīng)生成的 WC 顆強(qiáng)化效果，而未反應(yīng)完全的 W 絲起纖維強(qiáng)化作用。武宏等[29]對金屬鎢絲與灰

≥99.9% 106 湖南省冶金材料研究 ≥99.9% <23 湖南省冶金材料研究方法Fe 耐磨材料的制備的制備采用常規(guī)的粉末冶金工藝，即依次進(jìn)行配粉、混粉、球燒結(jié)，材料制備過程中各個環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)如下所示。用精度為 0.01 的電子天平將實(shí)驗(yàn)粉末按一定的比例稱量。混合粉末中加入 PEG，再進(jìn)行攪拌至沒法觀察到明顯的白色顆合金粉末質(zhì)量的 2.5%。將上個步驟獲得的混合粉末置于球料質(zhì)量比為 4：1 的硬質(zhì)合金 24 h，乙醇量以沒過粉體表面 3 mm 左右為準(zhǔn)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為 將球磨態(tài)的粉末置于真空干燥箱中，75 ℃保溫 4 h。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]放電等離子燒結(jié)WC/Fe復(fù)合材料摩擦磨損性能[J]. 張展展,陳蘊(yùn)博,張洋,高克瑋,左玲立,祁曄思.  復(fù)合材料學(xué)報. 2017(10)
[2]激光熔敷原位合成WC增強(qiáng)鐵基復(fù)合涂層的組織和性能[J]. 陳希章,胡科,袁其兵.  中國表面工程. 2016(04)
[3]原位自生WC增強(qiáng)Fe基涂層的組織及干滑動摩擦磨損性能[J]. 袁有錄,李鑄國.  材料工程. 2016(05)
[4]煤礦工業(yè)用耐磨復(fù)合材料的制備與性能研究[J]. 谷麗東,郭愛軍,王旭東,鮑崇高,侯樹增.  鑄造. 2016(05)
[5]碳含量對鹽助燃燒合成法制備的超細(xì)WC粉體形貌、尺寸和相的影響（英文）[J]. 喇培清,歐玉靜,韓少博,魏玉鵬,朱丹丹,馮靜.  稀有金屬材料與工程. 2016(04)
[6]PAS原位合成WC陶瓷的反應(yīng)歷程[J]. 董曄,王傳彬,沈強(qiáng),張聯(lián)盟.  硅酸鹽通報. 2016(03)
[7]超細(xì)硬質(zhì)合金中晶粒非均勻長大機(jī)理[J]. 袁紅梅.  硬質(zhì)合金. 2012(03)
[8]顆粒增強(qiáng)鐵基耐磨材料的研究進(jìn)展[J]. 陳守東,陳敬超,呂連灝.  機(jī)械工程材料. 2012(05)
[9]微波燒結(jié)粗晶低鈷YG硬質(zhì)合金存在的脫碳問題及其改進(jìn)[J]. 鮑瑞,易健宏,楊亞杰,彭元東,張浩澤,婁靜.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2012(02)
[10]顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料簡介[J]. 任瑩,路學(xué)成,許愛芬,謝坤.  熱處理. 2011(05)

博士論文
[1]碳化鉻顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的原位制備與磨粒磨損性能研究[D]. 田景來.西安建筑科技大學(xué) 2014
[2]WC-Co梯度硬質(zhì)合金的設(shè)計、制備及其性能研究[D]. 肖逸鋒.中南大學(xué) 2008

碩士論文
[1]氬弧熔覆原位合成WCp增強(qiáng)鐵基涂層組織與耐磨性[D]. 李雪豐.湘潭大學(xué) 2015



本文編號：3311749