埋弧自动堆焊法制备硬质合金／钢双金属复合材料

提出了一种制备硬质合金-钢复合材料的新工艺--埋弧自动堆焊工艺.应用该方法成功制备了硬质合金增强钢基复合材料.利用SEM、EDS、XRD等检测手段对复合材料结合界面的显微组织、物相组成进行了分析,并对复合材料的宏观硬度进行了测试.通过常温三体磨料磨损实验研究了复合材料的磨损性能.研究表明:硬质合金与钢基体为明显的冶金结合;硬质合金与钢基体间硬度过渡均匀;复合材料的相对耐磨性达正火态45钢的3.7倍.     

钢结硬质合金的磨料磨损耐磨性

对五种不同成分的钢结硬质合金的磨粉磨损耐磨性在两种不同的磨损条件下进行了系统地研究，分析了各种钢结硬质合金的显微组织，并测定了它们的整体宏观硬度。试验结果表明，钢结硬质合金中碳化物的种类、含量以及钢基体的组织和硬度对其耐磨性均有着显著的影响。碳化物和钢基体的硬度越高以及碳化物的体积分数越大，则钢结硬质合金的耐磨性也越高，工具钢结硬质合金的耐磨性明显高于高锰钢结硬质合金的耐磨性。     

Al_2O_3陶瓷增强高锰钢基复合材料耐磨性能的研究

通过高应力三体磨料磨损试验,对比研究Al_2O_3陶瓷增强高锰钢基复合材料和高锰钢的耐磨性能,采用SEM观察磨损试样的微观磨损形貌,并通过测试磨损试样亚表层显微硬度研究材料磨损硬化程度。研究结果表明,本试验条件下Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料中陶瓷颗粒与高锰钢基体没有成分过渡,界面处无明显裂缝,说明试样中虽然没有形成冶金结合,但是机械咬合紧密。高应力三体磨料磨损试验中,在3 kg和5 kg两种不同载荷下,Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料耐磨性优于高锰钢的耐磨性,而且随着磨损时间的延长,复合材料的相对耐磨性不断提高。在3 kg载荷120 min磨损条件下复合材料的相对耐磨性是高锰钢的1.39倍,在5 kg载荷120 min磨损条件下复合材料的相对耐磨性是高锰钢的1.27倍,可见较低载荷下Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料相对耐磨性较高。亚表层显微硬度测试表明,高锰钢和Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料在相同磨损时间下,5 kg载荷下的磨损硬化效果高于3 kg载荷下的磨损硬化效果。同时,纯高锰钢的磨损硬化硬度值最高可达到HV 580,而复合材料在较高载荷下由于陶瓷颗粒的保护,其高锰钢基体磨损硬化效果没有纯高锰钢明显。     

有序排列硬质合金颗粒增强铁基复合材料的研究

目的 研究有序排列硬质合金颗粒作为增强相对高铬铸铁组织与性能的影响。方法 采用对WC-Co硬质合金颗粒进行预先排布固定的方式,结合离心铸造制备了有序排列硬质合金颗粒增强高铬铸铁复合材料。通过相组成和显微组织的演变分析复合材料的形成过程,并对摩擦磨损性能进行研究。结果 制备的复合材料实现了硬质合金颗粒在基体上的有序排列及与基体的冶金结合。存在由颗粒表层熔解区和碳化物散布区构成的梯度过渡层,硬度也呈梯度变化,有利于降低应力集中。在载荷为100 N时,复合材料的体积磨损量相较于高铬铸铁降低了57.6%;载荷为150 N时,复合材料的体积磨损量相较于高铬铸铁降低了69.2%,硬质颗粒的有序排列可减缓磨粒磨损和剥层磨损。结论 通过对增强颗粒进行有序排列,可提高复合材料性能的可设计性,抑制了过度反应,并促进梯度过渡层的形成,同时还可减少硬质颗粒的用量,改善复合材料的韧性。有序排列硬质合金颗粒可以有效提高高铬铸铁的硬度和耐磨性。     

煤矿工业用耐磨复合材料的制备与性能研究

针对采用整层复合的陶瓷增强铁基表层复合材料存在的复合层易开裂、剥落的问题,提出采用局域化增强结构的设计方案,制备了钴基硬质合金局域化增强高铬铸铁铁基表层复合材料,并对复合材料的组织、界面、磨损性能和磨损机理进行了研究。结果表明:该复合材料具有增韧效果较好,裂纹不易扩展,增强区域分布均匀等优点;钴基硬质合金/高铬铸铁复合材料相对耐磨性是基体材料的8.24倍,具有优异的耐磨性。随着磨损阶段的进行,复合材料的磨损率下降更为明显,反映了高硬度硬质合金在磨损后期充分发挥了抗磨作用。磨粒磨损过程中,复合材料组织中硬质合金增强区域凸出于高铬铸铁基体,且其间具有良好的冶金结合界面,因此增强体保护基体材料和基体材料支撑增强体的协同效应使复合材料具有了优越的耐磨性。     

TiB_2钢结硬质合金摩擦磨损行为

利用Ti粉,B粉,还原铁粉与羰基铁粉为原料,使用微波烧结技术原位生成TiB_2钢结硬质合金。采用摩擦磨损实验仪对TiB_2钢结硬质合金耐磨性进行测试。结果表明:原位合成TiB_2钢结硬质合金由TiB_2,Fe_2B和α-Fe物相组成;随着TiB_2含量的增加,钢结硬质合金的相对密度与显微硬度均提高;TiB_2含量对钢结硬质合金摩擦系数无明显影响,但随着TiB_2含量的增加,磨损体积逐渐降低,耐磨性提高;随着载荷与转速的增加,TiB_2钢结硬质合金摩擦系数均逐渐降低,磨损体积均逐渐增加,磨损率升高;其磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损。     

泡沫陶瓷增强钢基复合材料的制备与性能研究

采用实型铸造法制备了Al_2O_3泡沫陶瓷增强45#钢基复合材料。利用SEM观察复合材料的显微组织和冲击断口形貌,研究了复合材料的硬度和耐磨性。结果表明,复合材料界面结合较好,是典型的机械结合。复合材料的冲击韧性值低于钢基体,而硬度为钢基体的2~3倍;复合材料的相对耐磨性明显高于钢基体,在冲击功为0.5 J和1.0 J时,复合材料的相对耐磨性分别提高了1.41倍和2.33倍。     

TiB_2含量对钢结硬质合金组织及性能的影响

以Ti粉、B粉、还原铁粉与羰基铁粉为原料,使用微波烧结技术原位生成了TiB_2钢结硬质合金,并研究了TiB_2含量对其组织及性能的影响。通过X衍射分析仪、扫描电镜、能谱分析仪对钢结硬质合金的物相、显微组织和元素分布进行了表征,采用显微硬度计和摩擦磨损试验仪对TiB_2钢结硬质合金的显微硬度及耐磨性进行了测试。结果表明:微波烧结技术可以制备颗粒细小的TiB_2钢结硬质合金,其相对密度均达到95%以上。随着TiB_2含量的增加,硬度显著提高,含量为40%时硬度达到1108HV0.1;随着TiB_2含量的增加,摩擦系数变化不大,但磨损体积减小,且磨损方式为粘着磨损。     

MA-SPS法制备WC颗粒增强钢基复合材料的耐磨性研究

采用机械合金化和放电等离子体法(MA-SPS)制备了WC颗粒增强钢基复合材料,对复合材料的组织形貌、耐磨性及耐磨机理进行研究.结果表明:该方法改善了复合材料的组织形貌,晶粒比较细小且均匀;同时显著提高了材料的硬度和耐磨性,随WC含量的增加,复合材料的致密度、硬度和耐磨性增加,最高硬度达70 HRC,相比基体材料的耐磨性提高了8倍;该材料的主要磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损.     

预制块重熔法制备的SiC/Al复合材料的磨损性能研究

本文采用含高体积分数SiC颗粒预制体在高能超声搅拌下加入铝熔体的方法制备SiCP/Al复合材料,研究了复合材料的微观组织特征、硬度和摩擦磨损性能。实验结果表明：高能超声重熔预制块的方法制备的复合材料基体组织形态均匀细小,SiCP颗粒在复合材料中弥散分布,与基体间结合良好;随着SiCP颗粒体积分数的增加,复合材料的硬度上升,耐磨性显著提高。通过对复合材料磨损表面的SEM观察分析表明,在干摩擦条件下,复合材料的磨损机理为微切削磨损和表层剥落及部分粘着磨损的综合作用。     

Mechanical properties of a hybrid cemented carbide composite

Microstructural effects on the mechanical properties of a hybrid metal matrix composite, double cemented (DC) carbide, have been investigated. DC carbide contains granules of WC/Co cemented carbide in a matrix of cobalt. Overall composite hardness increases with decreased granule cobalt content as well as with decreased intergranular matrix fraction of cobalt. High-stress abrasive wear resistance also increases with decreased granule cobalt content and matrix fraction. Fracture toughness of the composite increases with increased cobalt matrix fraction and to a lesser extent with increased granule cobalt content. Increased granule size increases both fracture toughness and wear resistance. DC carbide exhibits a superior combination of fracture toughness and high-stress wear resistance than conventional cemented carbide. The combination of toughness and wear resistance in the composite improves with increased granule hardness.     

硬质合金复合材料

一种由硬质合金基体和硬质合金粒子制成的硬质合金复合材料。硬质合金表面均匀地分布一层高于基体硬度的粒子,这种复合材料具有表面高耐磨性,中心高韧性的特点。     

Tool wear mechanism in turning of novel wear-resisting aluminum bronze

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｌｕｍｉｎｕｍｂｒｏｎｚｅｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍａｔｅｒｉ ａｌｄｕｅｔｏｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｈｙｓｉｃａｌ ,ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ,ａｎｔｉ ｃｏｒｒｏ ｓｉｏｎａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ .Ｏｕｒｒｅｓｅａｒｃｈｇｒｏｕｐｄｅ ｖｅｌｏｐｅｄａｓｐｅｃｉａｌｔｙｐｅｏｆｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ ,ｗｅａｒ ｒｅｓｉｓｔｉｎｇａ ｌｕｍｉｎｕｍｂｒｏｎｚｅ(ＫＫ ) ,ｗｈｉｃｈｉｓｅｘｃｅｐｔｉｏｎａｌｌｙｇｏｏｄｆｏｒ…     

盾构机盘型滚刀刀圈关键材料设计与试制

通过对盾构机盘型滚刀工况条件的分析,提出了刀圈材料和硬质合金镶齿的设计思路,并进行了试制。结果表明,以H13为基础,适当提高碳含量,采用电炉熔炼加电渣重熔的方法和后继合理的热处理工艺,制备的钢圈微观组织结构为细小的回火马氏体加小颗粒碳化物,具有良好的耐磨性和抗冲击韧性;以结晶完整的粗晶WC制备的全致密包覆型WC—Co复合粉为原料,可生产出晶粒完整、组织均匀,具有良好冲击韧性和耐磨性的超粗或特粗晶硬质合金,可以满足刀圈合金齿的要求。     

电火花间隔沉积石墨-硬质合金自润滑涂层及其摩擦学性能

目的 提高机械零部件表面的润滑性能.方法 以45钢为基体,采用电火花沉积技术在表面上间隔沉积出条状的石墨与硬质合金涂层条,用HSR-2M型高速往复摩擦磨损试验机对所制备的条状涂层进行相关的摩擦磨损试验,使用SEM和EDS并对涂层的表面形貌、截面形貌以及组成成分进行研究,分析了不同因素对石墨-硬质合金自润滑涂层摩擦磨损性能的影响规律及磨损机理.结果 涂层表面致密,且厚度均匀,在与对偶件摩擦时表现出良好的自润滑性能及耐磨性能.随着硬质合金涂层所占面积比从10％上升到40％时,涂层的润滑性能会降低,耐磨性提高,但随着往复摩擦频率的增加,接触表面温度升高,变形阻力下降,自润滑性能有所提升.当往复摩擦频率为500次/min时,摩擦因数最小.结论 石墨-硬质合金自润滑涂层的耐磨性和润滑性能与硬质合金在涂层区域中所占面积比及往复摩擦频率有关.主要是因为往复摩擦频率的增加会使磨粒的刻划作用增强,而硬质合金所占面积比会使涂层的硬度、耐磨性增加,涂层的主要磨损形式表现为磨粒磨损.     

超细晶硬质合金刀具车削不锈钢的切削温度研究

超细晶硬质合金刀具由于具有更高的硬度和抗弯强度,可以满足现代制造业的更高要求,在难加工材料高速切削领域显示出明显优势。在不锈钢材料的加工过程中,切削温度对刀具的磨损有极大的影响,而多数实验方法很难测得刀具表面具体的温度分布。借助DEFORM仿真分析软件,模拟超细晶硬质合金刀具对304不锈钢的车削过程;依据正交试验方法,分析切削用量三要素切削速度、进给量和背吃刀量对刀具温度的影响规律;通过实际车削实验与仿真结果进行比较,并与普通晶粒硬质合金刀具进行对比。结果表明:与普通晶粒硬质合金刀具加工相似,切削速度对超细晶粒硬质合金刀具温度的影响程度最大,其次是进给量,最后是背吃刀量;超细晶粒硬质合金比普通晶粒硬质合金刀具具有更好的散热性,尤其在较高速度条件下切削,优势更加明显。     

High Cr white cast iron/carbon steel bimetal liner by lost foam casting with liquid-liquid composite process

Liners in wet ball mill for mineral processing industry must bear abrasive wear and corrosive wear,and consequently,the service life of the liner made from traditional materials,such as Hadfield steel ...     

金刚石增强稀土纳米硬质合金复合齿研究

以液相复合—连续还原碳化方法制备的纳米复合WC-Co粉末、共沉淀法制备的Ni-Ce粉末和真空蒸镀W膜金刚石为原料,采用热压活化烧结,在1050℃的烧结温度、70MPa烧结压力、保温(3～5)min烧结条件下,制取了具有良好抗冲击性能和耐磨性的金刚石增强稀土纳米硬质合金复合齿。复合齿基体的维氏硬度HV1≥1800,抗弯强度TRS≥2800MPa,合金晶粒度在(200～400)nm之间,复合齿超硬部分的磨耗比≥80。结果表明共沉淀法制备的Ni-Ce粉末显著降低了合金中微孔和杂质等组织缺陷,大大提高了金刚石增强纳米硬质合金复合齿的整体性能。     

矿用纳米稀土硬质合金的磨损性能研究

以石英砂为磨料,研究了YG12硬质合金的冲击磨料磨损性能与其纳米稀土添加量、硬度及断裂韧度之间的关系。结果表明,随着纳米稀土含量的增加,该硬质合金的磨损体积先减小再增大,加入1wt%纳米稀土时,其磨损量最小;随着硬度、断裂韧度的增加,合金的抗磨损性能提高。岩石颗粒的混合、粘结相的脆变和WC晶粒的破碎是矿用纳米稀土硬质合金的主要磨损机制。