热处理工艺对ZTAp/HCCI复合材料组织及耐磨性能的影响

首先将1～2 mm的ZTA(ZrO₂增韧Al₂O₃)颗粒、高铬铸铁(HCCI)粉末和粘结剂混合并压制,随后在真空下烧结制备出蜂窝状预制体,最后将高铬铸铁液浇注到预制体中制备出了ZTA颗粒增强高铬铸铁(ZTAp/HCCI)复合材料。将复合材料在940、980、1020和1060℃下淬火,确定最佳淬火温度后分别在220、320、420和520℃下回火,研究了不同热处理工艺对复合材料微观组织及三体磨料磨损性能的影响。结果表明：复合材料经1020℃淬火+420℃回火后的高铬铸铁基体组织最佳,为回火马氏体、残留奥氏体、共晶碳化物及二次碳化物,柱状区和复合区基体硬度最高为63.03和55.95 HRC,三体磨损试验累计体积损失最小为120.28 mm³,复合材料耐磨性能与热处理后高铬铸铁基体硬度正相关。     

粉末烧结法和铸造法制备ZrO2增韧Al2O3陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料及其耐磨性能

将粒径为1~2 mm的ZrO₂增韧Al₂O₃陶瓷颗粒(ZTA_p)、高铬合金粉末和黏结剂混合真空烧结制备蜂窝状预制体,再浇注高铬铸铁液制备出ZTA_p增强高铬铸铁基复合材料。采用SEM、EDS、XRD分析复合材料的界面微观结构和物相组成,通过三体磨损试验评价复合材料的耐磨性能。结果表明,烧结高铬铸铁基体在铸造过程中发生重熔,与铸造高铬铸铁基体呈冶金结合,ZTA_p与金属基体界面结合致密,无裂纹、气孔等缺陷。复合材料三体耐磨性能达到高铬铸铁的3倍以上。将该复合材料应用于制备磨辊件,经过5 000 h服役,柱状区和复合区在磨辊半径方向上的磨损量分别为8.2 mm、5.9 mm,预计寿命可达到高铬铸铁磨辊的2倍以上。