放电等离子烧结WC/Fe复合材料的组织及其磨损性能研究

发布时间：2024-04-22 00:16

　　在农用机械、采矿、掘进设备、盾构刀具领域,每年都有大量的零部件因磨损而失效,造成材料的浪费,因此研发具有优异综合性能的耐磨材料,提高零部件的使用寿命是亟需解决的科学问题。WC/Fe复合材料不仅具有高硬度和高耐磨性能,还具有Fe基体良好的韧性,是一种潜在的耐磨材料。目前WC/Fe复合材料制备方法主要包括铸渗、压力铸造以及压力烧结等,但这些方法仍存在一些不足,如WC颗粒分布不均匀、易形成枝状或鱼骨状共晶碳化物以及颗粒与基体间易氧化等。因此,本文利用放电等离子烧结技术(SPS)制备致密的WC/Fe复合材料,并借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X衍射等分析手段对复合材料的微观形貌、物相以及磨损后形貌进行了表征,利用显微硬度试验、洛氏硬度试验、摩擦磨损试验、韧性试验以及纳米压痕试验对复合材料力学性能、摩擦磨损行为及磨损机制进行研究。为了进一步扩大放电等离子烧结制备的WC/Fe复合材料的使用范围,本文采用放电等离子烧结-铸造法制备WC颗粒增强45钢表层复合材料,并对复合界面以及表层耐磨复合材料的组织及性能进行研究。本论文的研究成果如下:(1)采用放...

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－２?（ａ）挤压浸渗法工艺示意图；（ｂ）气压浸渗法工艺示意图；（ｃ）负压浸渗法工艺示??意??

为了提高渗入深度、改善金属液与陶瓷颗粒不润湿现象以及复合材料的??致密性，提出了挤压浸渗、气压浸渗和负压浸渗。挤压浸渗是在压头的作用??下实现金属液渗入预制体中，见图２－２（ａ）。气压浸渗是在一定的气体压力作??用下，金属液体渗入预制体陶瓷颗粒间隙中，经冷却凝固后形成复合材料，?....

图２－３?（ａ）热等静压系统示意图；（ｂ）热等静压技术原理图??

图２－３?（ａ）热等静压系统示意图；（ｂ）热等静压技术原理图??（２）热等静压是将陶瓷颗粒与金属粉末按不同比例混合、填充、压实再??烧结的过程，如图２－３所示。在烧结过程中，粉末经受各向均衡的气体压力，??在高温高压同时作用下实现材料致密化。此方法具有以下优点：制备温度低，??减....

图２－５?ＳＰＳ工艺流程图??－９－??

?麟一物｜?（粉末、单晶、团聚或复合体）??图２－４?ＳＨＳ工艺流程图??（４）放电等离子烧结工艺是通过电场、压力场和温度场相互作用下，实??现混合粉末块体迅速致密化的烧结技术，见图２－５。放电等离子烧结工艺应??用比较广泛，如用此工艺来制备硬质工具材料、梯度功能材料、精细陶瓷材....

图２－６堆焊示意图??

?麟一物｜?（粉末、单晶、团聚或复合体）??图２－４?ＳＨＳ工艺流程图??（４）放电等离子烧结工艺是通过电场、压力场和温度场相互作用下，实??现混合粉末块体迅速致密化的烧结技术，见图２－５。放电等离子烧结工艺应??用比较广泛，如用此工艺来制备硬质工具材料、梯度功能材料、精细陶瓷材....

本文编号：3961656