預處理對電弧反應合成WCp增強鐵基復合材料組織和性能的影響.pdf

1、傳統(tǒng)耐磨材料難以滿足現(xiàn)代工業(yè)的綜合性能使用要求，WCp增強鐵基復合涂層材料是解決該問題的有效途徑。但外加WC存在分解、污染和成本高等問題，采用W粉和石墨反應合成制備技術成為新的選擇。但是，原位反應合成中存在原料均勻性的問題，輕質的石墨會導致混料不均勻現(xiàn)象。因此本文提出采用鎢粉、石墨為原料、輔以微量硅鐵、鋁鎂粉等穩(wěn)弧脫氧劑，經(jīng)真空預燒結后，在鋼表面制成預制涂層，經(jīng)電弧反應合成WC顆粒增強鐵基涂層材料。本文研究了原料預處理對原料、涂層組織及

2、其性能的影響。
　　對原料進行預燒結處理有助于改善其均勻性，達到“固碳”的目的，而選擇合適的工藝有利于原料預燒結過程中W、C元素的相互擴散。本文研究了原料的成型方式、預燒結溫度及原料中W、C原子摩爾比對原料的影響，研究表明：壓制壓力在280MPa時，壓塊有良好的外觀成形和高的密度；隨著預燒結溫度的提高，預燒結壓塊中逐漸出現(xiàn)W2C和WC，鎢、碳原子結合強度增強；通過對比，W︰C(原子摩爾比)=1︰1.5的原料中整體顆粒均勻性比W︰C

3、(原子摩爾比)=1︰2的原料要好。
　　原料經(jīng)不同工藝處理后，所制備的涂層中物相種類無變化，但硬質相的體積分數(shù)和均勻性有較大差異，從而影響到各涂層的硬度和耐磨性能。涂層組織由WC、Fe3W3C、M7C3、馬氏體所組成。
　　原料不同成型方式對涂層中WC硬質相的分布均勻性有較大影響，壓塊方式比松裝方式組織均勻，制備的涂層硬度梯度分布更合理，耐磨性能更好，其相對耐磨性是基體的14倍。原料經(jīng)不同溫度預燒結，所制備的涂層中，隨著預燒