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。     

微波烧结温度对TiB_2钢结硬质合金组织及性能的影响

利用热力学分析Fe-Ti-B体系反应生成TiB_2的可能性,运用DSC曲线确定原位反应温度,并采用微波烧结技术原位合成TiB_2钢结硬质合金。通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪分析微波烧结温度对原位合成TiB_2钢结硬质合金组织的影响,采用显微硬度计和万能试验机对TiB_2钢结硬质合金的显微硬度及抗弯强度进行检测分析。结果表明:Fe-Ti-B体系在637.8℃即可发生原位反应,体系中反应生成物相主要为TiB_2和Fe_2B相。随着烧结温度的升高,硬质合金的密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后降低,在1100℃时达到最大值,即相对密度、显微硬度和抗弯强度分别为97.5%、418 HV0.1和647 MPa。     

TiC含量对微波烧结钢结硬质合金组织及性能影响

以铁粉为基体,TiC颗粒为增强相,通过球磨、压制成型,微波烧结制备出TiC钢结硬质合金。结果表明,在1400℃微波烧结时,TiC颗粒与Fe具有良好的润湿性和流动性。随TiC含量升高,合金的晶粒逐渐变得均匀细小,合金的相对密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后下降,相对密度和抗弯强度在TiC含量5%时达到最高值,分别为94.61%和1327.20 MPa,显微硬度在TiC含量10%时达到最高值,为760 HV。随TiC含量增加,钢结硬质合金的断裂方式由韧性断裂向脆性断裂过渡。     

原位反应合成TiC/Cr18Ni8不锈钢钢结硬质合金组织结构

以铁粉、钛铁粉、铬铁粉、胶体石墨和镍粉等为原料,原位反应合成了TiC/ Cr18Ni8不锈钢钢结硬质合金,并用SEM、XRD、显微硬度计等对烧结试样进行显微组织和显微硬度分析.结果表明,钢结硬质合金主要组成相为TiC和Fe-Cr-Ni固溶体,硬质相TiC颗粒细小,形状规则,大部分在1 μm以下;随烧结温度的升高,钢结硬质合金的孔隙度减小,密度和硬度升高,但TiC颗粒略有长大.在相同烧结条件下,C/Ti成分克原子比为0.9的钢结硬质合金的密度和硬度比C/Ti成分克原子比为1.0的钢结硬质合金高,所合成的TiC颗粒更细小,分布更均匀.     

微波烧结温度对WC钢结硬质合金组织性能的影响

以WC颗粒为增强相,铁粉为基体,通过球磨、压制成型,微波烧结制备WC钢结硬质合金。结果表明：随着烧结温度的升高,硬质合金相对密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后下降,在1280℃时达到最高值,即相对密度、显微硬度和抗弯强度分别达到94.85%、544 HV和847.37 MPa。1280℃烧结为液相烧结,烧结过程中WC和Fe发生相变,产生新的增强相Fe2W2C,新相以颗粒的形式存在,弥散分布在钢的基体中,对材料的性能起到强化作用。微波烧结比真空烧结温度更低,时间更短,力学性能更好。     

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。     

原位反应合成稀土改性TiC钢结硬质合金的组织与性能

以钛铁粉、纯钼粉、纯铬粉、鳞片状石墨粉、羰基铁粉等为原料,采用原位反应合成的方法制备了TiC钢结硬质合金。采用丁苯橡胶和环烷酸稀土的混合物为成形剂,以引入稀土Ce元素对烧结材料进行改性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了烧结合金的显微组织,并对合金的密度(相对致密度)、硬度、极限抗弯强度进行了检测。结果表明:加入稀土元素后,烧结合金组织中的碳化钛颗粒均匀而细小,合金的密度(相对致密度)提高了3%;抗弯强度达到了1 780 MPa,比未加稀土元素的烧结合金提高了22%左右。因此,在原位反应合成中,稀土元素能够显著细化合金的组织并提高了烧结材料的性能。     

原位生成TiC/Cr19Al3钢结硬质合金材料的制备与性能

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料,原位反应生成TiC/Cr19A13钢结硬质合金.并对所制备的试样进行组织结构分析.结果表明:反应生成的钢结硬质合金主要相组成为TiC Fe-Cr固熔体,所生成的硬质相TiC颗粒细小,随烧结温度升高TiC颗粒略有长大.当加入一定的钼与硼后,钢结硬质合金的致密度和硬度提高,TiC颗粒尺寸减小,分布更均匀.     

原位生成TiC／Cr19A13钢结硬质合金材料的制备与性能

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料,原位反应生成TiC／Cr19A13钢结硬质合金,并对所制备的试样进行组织结构分析。结果表明：反应生成的钢结硬质合金主要相组成为TiC＋Fe-Cr固熔体．所生成的硬质相TiC颗粒细小,随烧结温度升高TiC颗粒略有长大。当加入一定的钼与硼后,钢结硬质合金的致密度和硬度提高,TiC颗粒尺寸减小,分布更均匀。     

粉末冶金烧结技术制造物探钻头试验研究

采用粉末冶金烧结技术对物探硬质合金钻头进行烧结试验,用数字式显微硬度计拍摄钻头内部切开面100倍显微照片,用全洛氏硬度计和数字式显微硬度计测量烧结钻头和机加工钻头硬度情况,在动载磨料磨损试验机上完成硬质合金齿烧结前后的磨损对比试验。结果表明,烧结后碳化钨烧结体组织致密,结合良好。碳化钨烧结体和硬质合金齿及钢体间的结合紧密,结合强度高。碳化钨烧结体硬度有一定的提高,达到43.97HRC,而且其硬度组合有利于提高钻头本体的耐磨性。高温烧结对硬质合金齿硬度影响极小,硬度反而提高了约1.5HRC。烧结后的硬质合金齿耐磨能力也有较大提高。     

原位合成TiC/Cr19Al3钢结硬质合金组织与性能

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料,原位反应合成了TiC/Cr19Al3钢结硬质合金,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和洛氏硬度计等对所制备的试样进行了组织结构分析.结果表明,所反应合成的钢结硬质合金主要相组成为TiC Fe-Cr固溶体,合成的硬质相TiC颗粒细小,随烧结温度升高TiC颗粒略有长大.当加入一定量的钼与硼后,钢结硬质合金致密度和硬度提高,TiC颗粒尺寸减小,分布更均匀.     

TiB2含量对Ni基感应熔覆涂层组织与性能的影响

目的采用高频感应熔覆技术,在35CrMo钢表面制备TiB_2增强Ni基涂层,并研究TiB_2添加量对Ni基涂层的组织、硬度以及耐磨性的影响规律。方法利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察Ni基涂层的微观组织形貌。利用EDS能谱分析仪对熔覆层不同区域的显微组织进行成分分析,并结合X射线衍射仪对涂层进行物相分析。利用HXD-2000TM/LCD显微硬度计对试样的截面进行硬度测试。在MDW-100型磨损实验机上进行销盘副磨损实验,评价涂层的耐磨性。结果感应熔覆Ni基涂层无裂缝、气孔等缺陷,与基体形成冶金结合。涂层的主要物相为γ-Ni、Ni_2B、CrB、Cr_(23)C_6等。添加TiB_2颗粒后,熔覆过程中TiB_2颗粒并未发生分解。随着TiB_2添加量的增加,Ni基涂层的硬度逐渐增大,耐磨性逐渐增强,添加15%TiB_2颗粒的涂层硬度最大,摩擦系数最小。与不添加TiB_2的涂层相比,在相同的磨损条件下,添加15%TiB_2的涂层硬度提高了15.88%,摩擦系数降低了16.5%,磨损量减少了43.15%。结论 TiB_2颗粒的添加使得涂层的硬度增大,耐磨性增强。与此同时,添加15%TiB_2颗粒的涂层性能最为优异。     

(Ti,V)C原位烧结钢结硬质合金热处理后的组织与性能

以钛粉、钒铁粉、铬铁粉、钼铁粉、铁粉及石墨粉为原料,在真空烧结炉中原位合成了(Ti,V)c钢结硬质合金.研究了(Ti,V)C钢结硬质合金的热处理组织及力学性能.结果表明,该钢结硬质合金在1000℃淬火后的组织为片状马氏体+(Ti,V)C硬质相颗粒+少量未溶碳化物;经1000 ℃淬火+500℃回火时发生二次硬化现象,硬度达86 HRA左右,抗弯强度达1540MPa,其断口形貌为硬质相解理、基体准解理及韧窝;经1000℃淬火+250℃回火、1000℃淬火+500℃回火后该硬质合金的耐磨性分别是经深冷处理高铬铸铁的3.8和3.5倍,其磨损机理是基体形变磨损和硬质相脱落.     

铜合金表面激光熔覆Ni-Cr-TiB_2-CaF_2涂层组织及性能

在Cu-Cr-Zr合金表面上以KF-6为过渡层,激光熔覆制备了Ni-Cr-TiB_2-CaF_2复合涂层,研究了不同含量的TiB_2颗粒增强相对复合涂层组织及性能的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段分析了复合涂层的显微组织和硬度,测试了涂层的摩擦磨损性能。结果表明,TiB_2含量为5%、10%的复合涂层组织主要由颗粒相和树枝晶组成;随着TiB_2含量增加,复合涂层组织中生成了板状组织和TiB_2团聚物。TiB_2含量为20%的复合涂层显微硬度(HV_(0.1))达1 200,约为铜合金的12倍;常温摩擦因数为0.30左右,耐磨性能优异。     

TiB_2对SPS原位烧结TiB/Ti-6Al-4V组织与性能的影响

采用SPS烧结技术制备了TiB/Ti-6Al-4V复合材料,研究TiB_2添加量对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,球磨过程中Ti-6Al-4V颗粒未发生明显变形,TiB_2分散镶嵌于Ti-6Al-4V颗粒表面。烧结后,基体组织从片状魏氏组织转变为近似等轴状组织,TiB增强相为棒状和晶须状,沿Ti-6Al-4V颗粒呈网状分布。随着TiB_2含量增加,增强相TiB数量增加,强度和硬度持续增加。在TiB_2含量为1%时复合材料的工程应变达到最大值,之后随TiB_2添加量增加,复合材料应变持续下降。     

微波烧结制备WC钢结硬质合金

采用微波烧结技术制备WC系钢结硬质合金,用金相显微镜观察试样组织,X射线衍射仪测试试样结构,显微硬度计测量试样的硬度,阿基米德法测定试样的密度。结果表明:所制备的试样组织由Fe、Fe2W2C组成;随烧结温度的升高,试样的相对密度明显增大;但1320℃时出现局部熔融现象,随保温时间的延长,试样相对密度增大,但保温15 min后趋于稳定;加入稀土可明显细化晶粒,使硬质合金硬度提高。     

Al含量对TiC-Fe钢结硬质合金组织与性能的影响

为开发新型TiC基钢结硬质合金,采用Fe2Al5预合金粉末添加方式和普通液相烧结法制备不同Al含量(占粘结相含量的0、0.77%、1.54%、2.3%,质量分数)的TiC-65%(Fe-Cr-Mo-Al-C)钢结硬质合金。探讨Al含量对TiC-65%(Fe-Cr-Mo-Al-C)钢结硬质合金的组织与性能的影响规律;并考察Al含量对合金的烧结性、相种类及硬度的影响规律。结果表明:随Al含量的增加,Fe-C合金的包晶反应温度点降低,包晶反应区间、BCC铁素体区和低温区的κ-碳化物沉淀区扩大;合金的硬质相TiC形貌及分布相近,且Al主要是溶解在粘结相中;合金的铁磁性与粘结相中奥氏体数量有关,随Al含量的增加,淬火+回火态合金的硬度增加;其断裂韧性、抗弯强度在Al含量为1.54%时达到峰值。     

AZ91合金发动机缸体表面熔覆与涂层性能研究

对AZ91镁合金发动机缸体进行了表面等离子熔覆改性处理,对比分析了AZ91合金基材、TiB_2-Al_2O_3和3种不同比例的Al与TiB_2-Al_2O_3复合改性层的显微组织和物相组成,并对改性层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,随着距离改性层表面距离的增加,显微硬度呈现逐渐降低的趋势,但改性层的显微硬度都高于AZ91合金基体,而TiB_2-Al_2O_3改性层的显微硬度最高。随着熔覆材料中Al含量的增加,改性层显微硬度逐渐降低;随着磨损时间延长,基材与不同改性层的磨损质量损失都逐渐增加。3种不同配比的Al与TiB_2-Al_2O_3复合改性层中w(Al)∶w(TiB_2-Al_2O_3)=1∶2改性层的耐磨性能最好;经过等离子熔覆复合改性处理后的发动机缸体的耐腐蚀性能有所提高,其中,w(Al)∶w(TiB_2-Al_2O_3)=1∶2时改性层的耐腐蚀性能最好。     

多物理场耦合烧结制备超细WC-Ni硬质合金致密化机理

为了研究Ni含量对WC-Ni硬质合金性能的影响,利用多物理场耦合烧结方法制备不同Ni含量的超细WC-Ni硬质合金,结果显示:多物理场耦合烧结方法可以成功制备WC-Ni硬质合金,随着Ni含量增加,WC-Ni硬质合金的组织更加致密,试样的相对致密度逐渐增加,但WC颗粒发生了轻微的长大现象;同时,显微硬度先增后减,在Ni质量分数为8%时达到最大值,断裂韧性K_(IC)则随Ni含量的增加迅速增加到8.5 MPa·m~(1/2)。     

H13钢表面放电等离子烧结制备三元硼化物基金属陶瓷覆层

以钼粉、铁粉、硼铁粉等为主要原料,采用放电等离子烧结技术在H13钢基体表面快速制备三元硼化物基金属陶瓷覆层,对烧结致密化过程进行了分析,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等分别观察了覆层和界面结合区的组织形貌,分析了覆层的物相组成,测试了微观硬度.结果表明,三元硼化物基金属陶瓷覆层内部组织结构致密,主要由Mo_2FeB_2硬质相和α-Fe粘结相组成,显微硬度达1400HV,覆层与钢基体的结合处没有清晰的结合界面,而是存在一个具有一定厚度的过渡层.