粉末冶金制备Fe-Cu复合材料及其性能研究

发布时间：2023-05-13 04:30

　　本文设计制备了一种兼具强度及导电性的Fe-Cu复合材料,Cu在整个材料中起到粘结相的作用,并形成导电网络提高导电性。Fe基组织为强化相。通过复合协同效应,制备出兼具Cu的优良导电导热性能等物理性能,以及Fe基组织的强度、耐磨性等力学性能的复合材料。文中采用真空热压烧结的方法来制取Fe-Cu复合材料。试验中先将固定比例的电解Cu粉与Fe基预合金钢粉在球磨机中混合,随后在管式还原炉中还原彻底,还原结束后放入真空热压烧结设备中进行烧结,在烧结中使Cu相熔化形成液相。完成烧结后确定出烧结的最佳工艺。再计算导电Cu相的尺寸,优化设计材料。采用调质处理的强韧化手段,进一步对Fe-Cu复合材料进行强化。最后将制备的材料进行高速载流摩擦磨损试验,测试其磨损性能,以及抗电烧蚀性能。并用OM金相显微镜对Fe-Cu复合材料的形貌结构进行观测。用XRD对烧结后以及调质后的材料进行了定性分析。通过SEM对粉末形态、材料的微观形貌、摩擦磨损试样表面形貌进行了了分析,并进一步用TEM对材料烧结前后的微观组织进行了研究。研究结果表明,真空热压烧结的最优工艺参数为:烧结温度1040oC,烧结时间30min,烧结压力30...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 粉末烧结材料及合金化
        1.1.1 粉末冶金高速钢
        1.1.2 合金化
    1.2 粉末烧结Fe-Cu复合材料制备方法
        1.2.1 机械合金化法
        1.2.2 粉末冶金法
        1.2.3 熔渗
        1.2.4 粉末烧结技术
    1.3 Fe-Cu材料强韧化处理
        1.3.1 淬火
        1.3.2 激光表面淬火
        1.3.3 化学热处理
    1.4 本课题研究内容
第2章 试验原料及工艺方法
    2.1 试验原料
    2.2 试验流程
        2.2.1 烧结成型试验
        2.2.2 调质处理
    2.3 试验材料分析测试
        2.3.1 导电性测试
        2.3.2 抗拉强度测试
        2.3.3 致密度测试
        2.3.4 X射线衍射分析
        2.3.5 扫描电子显微镜分析
        2.3.6 透射电子显微镜分析
        2.3.7 摩擦磨损试验
第3章 粉末烧结Fe-Cu复合材料工艺的制定
    3.1 粉末模型的建立
    3.2 粉末的混合
    3.3 混合粉末的还原
    3.4 烧结工艺的制定
        3.4.1 烧结温度的确定
        3.4.2 烧结时间的确定
        3.4.3 烧结工艺曲线的制定
    3.5 烧结Fe-Cu复合材料的组织检测
        3.5.1 烧结Fe-Cu复合材料的显微分析
        3.5.2 烧结Fe-Cu复合材料的X射线衍射分析
        3.5.3 Fe-Cu复合材料拉伸断口形貌
    3.6 本章小结
第4章 Fe-Cu复合材料的结构与强韧化处理
    4.1 Fe-Cu复合材料的结构
        4.1.1 Fe-Cu复合材料结构模型的计算
        4.1.2 导电Fe-Cu复合材料的制备
        4.1.3 导电Fe-Cu复合材料的金相组织
        4.1.4 导电Fe-Cu复合材料的电导率
        4.1.5 导电Fe-Cu复合材料的力学性能
    4.2 Fe-Cu复合材料的强韧化
        4.2.1 调质工艺参数的确定
        4.2.2 调质态Fe-Cu复合材料组织观测
        4.2.3 调质后Fe-Cu材料性能分析
    4.3 本章小结
第5章 Fe-Cu复合材料的高速载流摩擦磨损性能研究
    5.1 载荷对摩擦性能的影响
    5.2 滑动速度对摩擦性能的影响
    5.3 磨损表面微观形貌分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3815305