碳黑含量对放电等离子烧结Fe-Cr-C/TiCN复合材料组织和耐磨性的影响

采用机械合金化和放电等离子烧结法制备了不同碳含量的Fe-Cr-C/TiCN复合材料。通过扫描电镜、X射线衍射、维氏硬度和球-盘式摩擦试验,系统地研究了碳含量对Fe-Cr-C/TiCN复合材料组织和磨损性能的影响。结果表明,在含碳量为1.0%~5.0%（质量分数,下同）的烧结样品中形成了(Cr, Fe)₇C₃碳化物,而当碳含量达到4.0%~5.0%时,出现了(Cr, Fe)₃C相。碳含量对Fe-Cr-C/TiCN复合材料的组织均匀性和致密化有着较为重要的影响,当烧结温度为~1000 ℃时,致密度由未加碳时的95.0%提高到的99.7%（含碳量为3.0%）,说明已实现了完全致密化。当含碳量为3.0%时,维氏硬度达到11 940 MPa。此外,添加适量的碳（3.0%）有助于获得良好的磨损性能,即摩擦系数波动范围小,平均摩擦系数为0.320,磨损率为6.8×10^-4 mm³·N^-1·m^-1。