V-EPC制备铁基表面复合材料的表面质量和组织

以HT300为基体,用WC颗粒作为增强颗粒,通过V-EPC铸渗工艺制备出较为理想的铁基表面耐磨材料,铸件复合层厚度均匀,厚度为6 mm左右,WC在复合层中分布较为均匀;在复合过程中,主要是铁液向复合层渗透,铬向母材的渗透也有,但量很少,合金层和母材的结合良好,属于冶金结合,其硬度从复合层到基体先升高后降低,复合层平均硬度比HT300提高3倍左右.     

V-EPC制备铸铁基表面复合材料的表面质量和组织

以HT300为基材，以WC颗粒作为增强颗粒，通过V—EPC铸渗工艺制备出较为理想的铁基表面耐磨材料，铸件复合层厚度均匀，厚度可达6mm。WC在复合层中分布较为均匀。在复合过程中，主要是铁液向复合层渗透，铬向母材的渗透也有，但量很少。合金层和母材的结合良好，属于冶金结合，其硬度从复合层到基体先升高后降低，复合层平均硬度比HT300提高了3倍左右。     

WC溶解对WCp/钢基表层复合材料组织和性能的影响

利用V-EPC法制备了WC颗粒增强钢基表层复合材料.通过金相、扫描电镜、XRD、显微硬度及冲击磨料磨损性能测试等手段重点研究了在预制层中添加镍基自熔合金粉末(Ni6025 WC)后,WC在基体中的溶解对复合材料组织和性能的影响.结果表明,WC在复合层中全]溶解使复合层基体中出现珠光体,残留奥氏体,马氏体以及M6C型碳化物,经分析知该M6C型碳化物为Fe3W3C.本试验得到的试样显微硬度与同类WC/钢基表层复合材料相比显著降低,冲击磨料磨损下的体积磨损率也较高.这些均表明WC在基体中过度溶解和Fe3W3C在基体中的含量较多时,复合材料的性能较差.     

添加钨铁粉对WC/钢基表面复合材料界面及硬度的影响

采用真空铸渗工艺制备了WC/Cr15钢基表面复合材料,研究了在预置层中添加16.7 vol%钨铁粉对复合层的界面组织和基体硬度的影响。运用OM、SEM、XRD和显微硬度计对复合层的界面组织和基体硬度进行了分析。结果表明,添加16.7vol%钨铁粉改善了复合层的界面组织及力学性能的连续性,有利于降低应力集中,改善应力分布状态;反应层中形成过渡均匀分布的Fe3W3C相,使WC颗粒与基体之间形成组织过渡;复合层基体中形成弥散分布的Fe3W3C相,提高了复合层的基体硬度,增强了复合层基体的耐磨性及其对WC颗粒的支撑与固定作用。     

电磁感应熔渗法制备WC颗粒/钢基表面复合材料

提出一种新的表面增强复合材料的制备方法：电磁感应熔渗法。利用电磁感应加热的特点，成功制备了以ZG45为基材，以WC颗粒作为增强相的钢基表面耐磨复合材料。通过光镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等手段研究了复合层组织、组成相及WC陶瓷颗粒与ZG45基体的界面结构。对正火态45钢与复合材料进行了两体磨损性能对比试验，并进行了磨损形貌分析。研究结果表明，复合层厚度均匀，厚度达4mm以上。WC颗粒在复合层中分布均匀。WC与基材间形成了一定厚度的元素扩散层，两者间为明显的冶金结合。硬度测试结果表明，复合层硬度有明显提高，平均硬度为基材的2～3倍。两体磨损性能测试发现，相对于正火态45钢标样，复合材料的耐磨性能提高了36．6倍。     

等离子熔覆添加碳化钨的铁基合金涂层的研究

为了提高钢铁材料表面的硬度和耐磨性,采用等离子弧在Q235钢基体上熔覆添加50%镍包WC的Fe-Cr-B-Si合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层.采用SEM、EDS、XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布.结果表明:Q235钢表面经等离子熔覆形成的复合涂层中,WC颗粒部分溶解于铁基合金,WC颗粒与涂层界面形成厚达数微米的反应层,有效提高了涂层与WC的界面结合强度.涂层由基体组织γ-Fe枝晶,颗粒状WC、Fe3W3C、Fe6W6C、W2C等相组成,其显微硬度可达560～820HV0.2.     

TC4表面丝粉同步激光熔覆制备复合材料层的微观组织和性能

针对Ti-6Al-4V耐磨性差的问题,采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V基材表面通过旁轴添加与基材同质的Ti-6Al-4V丝材,同轴送入WC颗粒作为强化相的方式制备表面WC颗粒增强钛基复合材料层。激光功率、扫描速度、送丝速度等工艺参数是影响复合材料层成形的主要工艺因素,通过实验确定了优化的工艺参数。采用SEM,EDS以及XRD对复合材料层的显微组织进行了研究。研究表明,复合材料层中主要包括WC、W_2C、Ti C、α-Ti、W相。复合材料层中WC颗粒呈现不同形态。Ti C、W_2C相形成并以不同形态分布于表面复合材料层中。WC颗粒与Ti之间的反应区由多层组成,分别为W_2C、W、Ti C。性能分析发现,复合材料层的硬度HV0.2达到了5.70 GPa,较基体提高了1倍。表面复合材料层的摩擦系数为0.3,而钛基体的摩擦系数为0.5。与基体相比,表面复合材料层摩擦系数显著降低。     

同步送粉激光熔注制备WCp&H13钢复合材料层的微观组织和摩擦磨损性能

以铸造WC（WC/W2C共晶）作为增强颗粒,4Cr5MoSiV1作为熔注层金属基体,采用激光熔注技术在Q235表面制备WCp/4Cr5MoSiV1金属基复合材料层。采用XRD、OM 、SEM和EDS对涂层的物相、宏观形貌和微观组织进行了表征分析,测试了涂层沿深度方向上的显微硬度,室温条件下进行销盘式面接触干滑动摩擦磨损试验,利用SEM对磨损表面进行微观组织分析。研究表明,复合材料层的相组成主要有γ-Fe、WC、M2C、M6C、M23C7、(Fe,W)3C（M=（Fe,Cr,W,Mo））,碳化物在复合材料层中呈现不同的形态。复合材料层的硬度723.74HV0.2,是基材Q235硬度的4.6倍,较传统淬火态4Cr5MoSiV1高出50%。复合材料层的平均摩擦系数为0.283,仅为硬质合金的87.1%、4Cr5MoSiV1的61.1%;相对磨损率43.45,是硬质合金的1.7倍,4Cr5MoSiV1的43倍。     

TC4表面丝粉同步激光熔覆制备复合材料层微观组织研究

针对Ti-6Al-4V耐磨性差的问题,本文采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V基材表面通过旁轴添加与基材同质的Ti-6Al-4V丝材,同轴送入WC颗粒作为强化相的方式制备表面WC颗粒增强钛基复合材料层。激光功率、扫描速度、送丝速度等工艺参数是影响复合材料层成形的主要工艺因素,通过实验确定了优化的工艺参数。采用SEM,EDS以及XRD对复合材料层的显微组织进行了研究。复合材料层中主要包括WC、W2C、TiC、α-Ti、W相。研究表明,复合材料层中WC颗粒呈现不同形态。TiC、W2C相形成并以不同形态分布于表面复合材料层中。WC颗粒与Ti之间的反应区由多层组成,分别为W2C、W、TiC。性能分析发现,复合材料层的硬度达到了570HV0.2,较基体提高了一倍。表面复合材料层的摩擦系数为0.3,而钛基体的摩擦系数为0.5。与基体相比,表面复合材料层摩擦系数显著降低。     

颗粒增强ZGMn13耐磨表面复合材料的制备

研究了SiC、Fe-Cr颗粒和WC、Fe-Cr颗粒增强ZGMn13表面复合材料的消失模铸造工艺,解决了涂料涂挂难、复合层和基体层结合强度低、涂料层透气性差等难题。结果表明,SiC、Fe-Cr颗粒增强ZGMn13表面复合材料层中形成了一些新的强化相:CFe_(15.1)、Cr_(18.93)Fe_(4.07)C_6、Fe_7C_3、Mn_(7.53)Si_(1.80)C_(1.33)等,SiC、Fe-Cr颗粒增强ZGMn13复合锤头的耐磨性是普通锻造锤头的2.2~3.0倍。WC、Fe-Cr颗粒增强ZGMn13表面复合材料层中形成了一些新的强化相:Fe-Cr、Cr_7C_3、Fe_3C等,测试结果表明:WC、Fe-Cr颗粒增强ZGMn13复合材料的耐磨性相比基体合金提高了4~5.24倍。     

V-EPC铸渗法制备铁基表面复合材料表面质量和尺寸精度的研究

以HT300为基材,以WC颗粒作为增强颗粒,通过V-EPC铸渗工艺制备出铁基表面复合耐磨材料,铸件复合层厚度为3 mm.尺寸精度研究结果表明:复合位置为底面时尺寸精度最高,复合位置为侧面时较差,顶面时最差.随着WC体积分数的减小,尺寸精度有所提高.     

界面合金化制备WC_P颗粒增强钢基复合材料

采用真空实型负压铸渗工艺,通过在预制复合层中添加适量钼铁粉进行界面合金化,成功制备出了WCP颗粒增强钢基表面复合材料。结合OM、SEM、XRD和显微硬度计等分析手段对复合层物相组成、显微结构与性能进行了测试。结果表明,添加16.67%(质量分数)的钼铁粉有效改善了复合层界面组织及力学性能的连续性,改善了复合材料的铸渗效果,增加了铸渗层厚度,合金碳化物含量增加,复合层基体硬度约是基材的2倍,提高了复合材料的耐磨性。     

电冶熔铸WC/GCr15钢复合材料的摩擦磨损特性

选择大颗粒WC作增强相，采用电冶熔铸工艺制备了含27％WC粒子的WC／GCr15钢复合材料，观察了复合材料中WC颗粒与钢基体的结合情况；在MM-200型摩擦磨损试验机上研究了室温下复合材料同GCr15钢对摩时的摩擦磨损性能。结果表明：复合材料中的WC颗粒部分溶解于钢基体相，两相界面形成厚达数微米的反应层，有效地提高了界面结合强度。电冶熔铸WC／钢复合材料的耐磨性能比基体材料GCr15钢提高了5倍以上，扫描电镜下的磨痕照片显示：大颗粒WC承担了磨损的主要载荷，实验中没有发生明显脱落的现象，说明界面结合强度在提高复合材料磨损性能方面所起的作用。     

预置法对V-EPC铸渗制备复合材料组织和质量的影响

通过涂覆预制块法和压制预制块法两种预置体的预置方法,利用V-EPC铸渗工艺制备了WC增强铁基表面复合材料,着重研究了两种预置法对复合材料的表面质量和组织的影响。结果表明,压制法制备的复合材料表面质量较涂覆法好,复合层厚度均为3 mm左右,表面较平整,复合位置对铸渗件表面质量影响不大,且随着WC颗粒体积分数的增加,复合材料铸件的铸渗层表面质量呈下降趋势。对显微组织的研究表明,两种方法制备的复合材料过渡层都较平缓,在压制法制备的复合材料靠近复合层处的过渡层组织中没有石墨出现。压制法制备的复合材料复合层中WC的分布较涂覆法均匀,WC颗粒体积分数较高,WC的大小不一,一些WC颗粒产生裂纹、破碎和搭接现象,随着WC颗粒体积分数的增加,WC颗粒将变均匀。     

Ni对WC/钢基表面复合材料组织和界面的影响

利用铸渗法制备了WC颗粒增强钢基表面复合材料,通过金相、扫描电镜等测试手段,重点研究了预制层中添加Ni粉对WC/钢基表面复合材料组织和界面的影响。结果表明,随着Ni添加量的增加,铸渗层中WC颗粒数目逐渐增多,复合层与基材的过渡趋于平缓,表面质量也趋于完好。同时,随着Ni添加量的增加,过渡层的变化逐渐趋向平缓,基体中马氏体、残余奥氏体及共晶碳化物的数量逐渐增加,并且复合层表层硬度呈现递增的趋势。     

碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料离心复合工艺

为了提高回转体零件的耐磨性能,延长其使用寿命,采用离心铸造复合工艺,以碳化钨为增强颗粒,HT200为基体,成功制备了外径为200mm,轴向长度为150mm的碳化钨颗粒增强铁基回转体复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜等分析方法对复合层颗粒与基体界面进行分析。结果表明,复合材料中复合层在轴向以及径向上均匀分布。颗粒与基材结合良好,无团聚现象。颗粒因为粒径大小的不同而发生溶解,并与基体形成冶金结合。     

激光增材制造WCp钛基复合材料界面连接机理及力学性能

颗粒增强金属基复合结构件在航空航天、机械制造以及电子电工等领域有着广泛的应有前景.文中选用激光增材选区熔化技术制备碳化钨(WC)颗粒增强TC4复合材料(WC/TC4),研究了WC颗粒含量和激光功率对复合材料微观组织和力学性能的影响.结果表明,随着WC颗粒含量的增加,复合材料宏观试样成形能力降低,在WC颗粒含量为(0%～15%)时,WC颗粒分布较为均匀,未见微气孔、裂纹的出现,当颗粒含量为20%时,材料内部出现气孔和裂纹,难以成形;在WC/基体的界面处形成了一层TiC和W₂C界面层,界面结合性能良好;随着复合材料内部颗粒含量和激光功率的增加,材料的断裂强度和断后伸长率降低,断裂机理主要为WC颗粒的脆性断裂和沿WC-W₂C界面的层状撕裂.