鑄滲法制備SiC顆粒增強(qiáng)鋼基表面復(fù)合材料的研究.pdf

1、機(jī)械零部件的失效，約有75％-80％是由于磨損造成的。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，迫切需要能在高溫、高速、沖蝕、磨損條件下具有更加優(yōu)異的綜合性能的新材料。近幾年發(fā)展起來(lái)的顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料由于其既保持了金屬熱穩(wěn)定性好、延展性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又具有陶瓷顆粒的耐腐蝕強(qiáng)、抗高溫氧化和高耐磨性等特點(diǎn)而備受矚目。本文結(jié)合沖蝕磨損的實(shí)際情況，采用消失模鑄滲新工藝——消失模鑄造技術(shù)與鑄滲工藝結(jié)合將耐腐蝕性強(qiáng)、耐磨性高的SiC顆粒復(fù)合在鋼的表面形成了Si

2、C顆粒表面復(fù)合層，從而獲得具有良好耐磨、耐腐蝕的鋼基表面復(fù)合材料。本文具體研究了SiC粒度、SiC預(yù)制體粘接劑、添加劑以及工藝參數(shù)對(duì)鑄滲層深度和熔合質(zhì)量的影響。研究結(jié)果表明，影響鑄滲層組織、鑄滲速度與深度的主要因素有鋼液與SiC粒子的潤(rùn)濕性、真空度、澆注溫度、鑄滲元素種類等。在碳化硅預(yù)制膏塊中添加粘土(水)，硼酸和氟化鈉可以阻止SiC粒子分解、起到保護(hù)碳化硅粒子的作用；而且碳化硅分解出的硅促進(jìn)了碳化硅分解出的碳的石墨化。本研究工作得到的

3、主要結(jié)果有：(1)適合采用消失模鑄滲法制備鋼基表面復(fù)合材料的碳化硅粒子的粒度為20目～30目左右，既保證鋼液的浸滲，又能防止SiC粒子的完全分解。(2)2％的粘土作為SiC預(yù)制膏塊的粘結(jié)劑和2％氟化鈉+2％硼酸作添加劑，可以取得良好的鑄滲效果，鑄滲層存在明顯的復(fù)合層、過渡區(qū)和基體區(qū)。(3)以35-＃鋼為基體，在1550℃鑄滲碳化硅粒子，可在鑄鋼件表面形成結(jié)合良好的復(fù)合層，復(fù)合層組織中含有具有高耐磨性的SiC粒子。復(fù)合層表面平整，SiC顆