碳化钨/高铬铸铁复合铸渗层耐磨特性研究

采用CO2水玻璃砂型铸渗工艺制备了碳化钨/高铬铸铁复合铸渗层试样,借助于MLD-10动载磨损试验机、扫描电镜研究了渗剂组分、粒度、工艺参数对铸渗层耐磨性的影响,结果表明:在试验条件下,渗剂中加入60～80目的20%碳化钨颗粒、40%高铬铸铁粉获得的铸渗层耐磨性能最佳.复合铸渗层适合于小能量冲击磨损的工况条件.     

灰铸铁表面WC颗粒—高铬铸造铁铸渗层研究

采用铸渗技术，研究了在灰铸铁表面获得良好ＷＣ颗粒－高铬铸铁铸渗层工艺以及铸渗层组织和耐磨性。结果表明，在适宜工艺条件下，铸渗层平整，均匀，与在体结合良好，具有优良的抗磨粒磨损性能。用ＷＣ颗粒－高铬铸铁铸渗法制造的灰铸铁基搅拌机叶片，其使用寿命是Ｑ２３５钢制叶片的三倍以上。     

灰铸铁表面WC颗粒-高铬铸铁铸渗层研究

采用铸渗技术,研究了在灰铸铁表面获得良好WC颗粒－高铬铸铁铸渗层工艺以及铸渗层组织和耐磨性。结果表明,在适宜工艺条件下,铸渗层平整、均匀、与基体结合良好,具有优良的抗磨粒磨损性能。用WC颗粒－高铬铸铁铸渗法制造的灰铸铁基搅拌机叶片,其使用寿命是Q235钢制叶片的三倍以上。     

铸渗不同粒度的高碳铬铁对铸渗层厚度的影响

采用铸渗工艺在ZG30Cr钢表面获得WC颗粒与高铬铸铁的铸渗层,通过改变高铬铸铁颗粒度,测定铸渗层厚度,铸渗层至基体区硬度及能谱线扫描,研究铸渗层组织及性能.结果表明,Cr-Fe颗粒度为100目,4%的硼砂作熔剂,4%的酚醛树脂作粘结剂,涂敷层厚度为4 mm的铸型,浇注温度控制在1 600℃左右的条件下,铸渗层组织致密,无气孔、夹渣等缺陷,表面最大硬度可达700 HV,铸渗层厚度为7～8 mm.     

WC陶瓷颗粒/高铬铸铁复合材料板锤的研制

采用消失模铸造研制WC陶瓷颗粒/高铬铸铁复合材料板锤铸件,从铸件浇冒口系统设计,WC陶瓷颗粒涂层制备与粘结工艺、铸造关键工艺控制、高铬铸铁熔炼与浇注工艺和热处理工艺等方面介绍了试验方法与研制技术。结果表明,WC陶瓷颗粒涂层与高铬铸铁液体复合浇注时,采用提高铁水浇注温度和砂箱内的真空负压度,能增强高铬铸铁与WC陶瓷颗粒的铸渗效果,其截面(厚度为6~8 mm)无孔洞和夹渣(砂)缺陷,界面结合牢固;研制的板锤耐磨性好,使用寿命比原高铬铸铁提高43%,极大地提高设备的生产效率和企业的经济效益,性价比优势明显。     

WC-高铬铸铁铸渗层的组织与性能研究

利用铸渗工艺在ZG30Cr钢表面获得WC颗粒与高铬铸铁的铸渗层,通过改变涂覆层厚度,研究了铸渗层的组织性能.结果表明:4%的硼砂作熔剂,4%的酚醛树脂作粘结剂,涂敷层厚度为5mm的铸型,浇注温度控制在1650℃左右的条件下,铸渗层组织致密,无气孔、夹渣等缺陷,渗层与基体间为冶金结合,表面最大硬度可达Hv820,铸渗层厚度为8-9mm.     

纳米陶瓷颗粒增强高铬铸铁铸渗层的组织分析

通过砂型铸渗工艺,在中碳钢ZG270-500表面制备出纳米陶瓷颗粒增强高铬铸铁铸渗层,渗层与母材之间呈良好的冶金结合.结果表明:由铸渗层到母材,组织按以下顺序依次变化,高铬白口铸铁组织→过渡区魏氏组织→中碳钢铸态组织,铸渗层中碳化物周围发现有马氏体组织;加入纳米颗粒后,高铬铸铁组织晶粒得到细化,碳化物由紧凑网状分布向不连续的独立分布转变,基体的硬度得到提高;透射电镜结果表明,纳米颗粒作为第二相粒子弥散分布于奥氏体基体中,起到细晶强化和弥散强化作用.     

ZTA颗粒增强高铬铸铁基复合材料制备及磨损性能研究

将粒度为-10+16目的 ZTA(Zr O2增韧Al2O3)颗粒表面进行合金化处理后,与自制粘结剂按照一定的比例混合、成型、烧结,获得蜂窝状陶瓷预制件;然后,浇注高铬铸铁铸渗预制件,制备出ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料。结果表明,复合材料中ZTA陶瓷颗粒与高铬铸铁基体界面结合致密,无气孔、夹杂、裂纹等缺陷;在环块三体磨料磨损条件下,复合材料耐磨性能为高铬铸铁基材的4.85倍。将该材料制备的陶瓷金属复合磨辊及衬板投入电厂使用,用户反应良好。     

浇注温度对真空实型铸渗效果的影响规律研究

为了优化设计真空实型(V-EPC)铸渗工艺参数,论文利用自制的铸渗设备对不同浇注温度下的铸渗效果进行测试,重点讨论了浇注温度对铸渗层深度和铸渗层组织的影响。研究结果表明,制备的复合材料的铸渗层都有较大的厚度(3.1～6.7mm),随浇注温度的升高,由于基材金属液的流动性先升高后降低,铸渗层厚度也呈先升高后降低的趋势,当浇注温度约为1550℃时达到最大值6.7mm。组织研究结果表明:随着浇注温度的升高,铸渗层组织中碳化钨(WC)颗粒体积分数基本保持不变,但是WC颗粒在基体中的溶解程度有所加剧,其对金属液的流动性起阻碍作用;浇注温度必须适宜,适合该工艺的浇注温度为1500℃左右。     

铸铁件表面铸渗碳化钨颗粒的耐磨机理

测试了不同粒度碳化钨和基体材料的铸渗层的耐滑动磨损性能、抗磨料磨损性能和抗冲蚀性能,分析了不同磨损条件下铸渗碳化钨复合层的耐磨机理和失效方式,研究结果表明,铸渗碳化钨复合层在各种磨损条件下耐磨机理秩效方式不同,要根据不同使用条件合理２和制定碳化钨复全层的铸渗工艺。     

W对铸态高铬铸铁组织和性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜观察显微组织,X射线衍射分析相组成,并测定洛氏硬度、冲击韧度及耐磨性,研究了w(W)量对高铬铸铁组织及性能的影响。结果表明:含钨高铬铸铁的铸态组织为马氏体+奥氏体+碳化物;W在碳化物和基体中均匀分布,w(W)量为1%时,高铬铸铁硬度为58.75HRC,冲击韧度为11.18J/cm~2;w(W)量达到3%时,高铬铸铁冲击韧度明显下降;w(W)量在0~3%范围内渐增时,随着w(W)量的增加,耐磨性不断提高。     

球铁表面WC粒子-高铬铸铁复合层的性能研究

采用铸渗技术，根据正交试验法合理选择工艺参数，在球墨铸铁表面得到一层均匀、耐磨且与基体结合良好的高铬铁基碳化钨粒子增强复合层。结果表明，对表面复合层质量最有影响的是铁液的浇注温度。当WC含量为20%时，复合层与球墨铸铁的结合强度最高；与淬火65Mn钢和QT600-3相比，复合层耐磨粒磨损性能得以成倍提高，现场应用效果明显。     

高铬铸铁在腐蚀介质中的抗磨损特性

研究了不同w(C)量和w(Cr)量的高铬铸铁分别在5%NaOH、自来水和人工海水介质中的抗腐蚀磨损性能。结果表明:高铬铸铁在5%NaOH水介质中的腐蚀磨损相对较小,而且随w(C)、w(Cr)量的变化,其磨损率变化不大;在自来水介质中,高铬铸铁的w(C)量超过2.7%时腐蚀磨损加快,w(Cr)量对磨损率影响不大;在人工海水介质中,高铬铸铁的w(C)量超过2.1%时腐蚀磨损开始加快,当w(C)量超过2.7%时腐蚀磨损显著加快,w(Cr)量大于20%时腐蚀磨损显著减缓。     

Study on in-situ WC particles/tungsten wire reinforced iron matrix composites under electromagnetic field

By applying electromagnetic field to a system consisting of tungsten wires and grey cast iron melt, the grey cast iron matrix composite reinforced by either in-situ WC particles or the combination of in-situ WC particles and the residual tungsten wire was obtained. By means of differential thermal analysis (DTA), the pouring temperature of iron melt was determined at 1,573 K. The microstructures of the composites were analyzed by using of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) equipped with an energy dispersive spectrum (EDS) and pin-on-disc abrasive wear test. The obtained results indicated that, with the enhancing frequency of electromagnetic field, the amount of in-situ WC particles gradually increases, leading to continuous decrease of the residual tungsten wires. When the electromagnetic field frequency was up to 4 kHz, tungsten wires reacted completely with carbon atoms in grey cast iron melt, forming WC particals. The electromagnetic field appeared to accelerate the elemental diffusion in the melt, to help relatively quick formation of a series of small Fe- W-C ternary zones and to improve the kinetic condition of in-situ WC fabrication. As compared with the composite prepared without the electromagnetic field, the composite fabricated at 4 kHz presented good wear resistance.     

Preparation of in situ-formed WC/Fe composite on gray cast iron substrate by a centrifugal casting process

An iron-based composite reinforced by in situ-formed tungsten carbide particles was fabricated on gray cast iron substrate by a centrifugal casting process. The as-prepared composite was characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and microhardness and wear testers. An appropriate pouring temperature (1300 °C) of the gray cast iron melt was chosen considering the dissolution temperature of the tungsten wires determined by differential scanning calorimetry. The experimental results showed that the tungsten wires were dissolved partially by the cast iron melt. As a result, primary and secondary tungsten carbide particles and pearlite with a negligible amount of graphite flakes were formed as the reinforcing phase and the matrix, respectively. The composite with a thickness of about 3 mm was dense and metallurgically bonded to the gray cast iron substrate. Wear resistance was determined by a pin-on-disc wear test technique, indicating that the composite containing high volume fraction of hard tungsten carbides presented higher wear resistance compared with the unreinforced gray cast iron.     

高铬铸铁表面缺陷焊补技术

采用手工电弧补焊技术，对高铬铸铁小型磨辊类铸件缺肉缺陷进行修补补焊。选择与铸件同质的高铬铸铁焊条DJ052／D656，焊条直径为4mm．焊接电流为150～160A。焊补后的铸件经表面无损探伤检测无裂纹存在，其宏观硬度与基体材料相当，微观组织显示熔合面为较好的冶金结合。     

铸钢表面WC-高碳铬铁铸渗层冲击的磨损性能

采用铸渗工艺,在铸钢表面获得了一层均匀、耐磨且与母材为冶金结合的高铬铸铁基碳化钨粒子增强复合层.在MLD-10动载磨料磨损试验机上对不同质量分数WC的复合材料进行了冲击磨损性能的研究,并分析了磨损机理.结果表明,复合材料具有良好的抗冲击磨损性能.当WC的质量分数在20%～30%时冲击磨损性能最好.与ZG25相比,复合层的耐冲击磨损性能远远高于铸钢.     

高铬铸铁轧辊的失效分析及防止方法

叙述高Cr铸铁轧辊使用中常见的因结合层夹渣而造成的轧辊提前失效，并从使用角度分析了造成上述失效的原因，结合制造工艺，提出了质量改进方向。     

双液、双金属复合颚板的研制

分析国内外颚板材料、制造工艺研究的现状，开发了提高颚板使用寿命的新工艺。颚板的T作面采用高铬铸铁作为抗磨层，背面材料采用软而韧的低、中碳钢作为衬垫，用双液、双金属铸造工艺方法使两者很好地结合起来。使用结果表明：其使用寿命是高锰钢颚板的3～5陪。     

含钨量对淬回火290Cr26MoW耐磨铸铁组织和力学性能的影响

高碳量高铬钼钨耐磨铸铁是一类新的耐磨材料。通过金相显微镜和扫描电镜(SEM)组织观察、X射线衍射相结构分析、图像分析仪定量金相测试和力学性能检测,研究了含钨量对淬回火290Cr26MoW耐磨铸铁组织、结构、硬度和冲击韧性的影响。结果表明,在含W为0～2.79%时,随着含W量的增加,淬回火态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的二次碳化物结构类型没有改变,二次碳化物为M23C6型结构,二次碳化物数量增加,淬回火态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的硬度提高。高硬度高铬钼钨耐磨铸铁硬度61.3～63.2HRC,冲击韧度3～4J/cm2,综合力学性能较好。290Cr26MoW2.79铸铁的硬度超过63HRC,可用于冲刷磨损(磨蚀)等严酷磨损工况。