中頻感應(yīng)熔滲原位冶金WC塊體復(fù)合材料研究.pdf

1、傳統(tǒng)粉末冶金制備WC復(fù)合材料工藝復(fù)雜、周期長(zhǎng)、能耗高;新興快速制備工藝集中于表面增強(qiáng)涂層的研究，多以WC為原料，而其在高能束流高溫作用下易燒損、分解，對(duì)材料性能不利。因此，短流程快速原位制備WC復(fù)合材料顯得越來(lái)越重要。本文開(kāi)發(fā)了中頻感應(yīng)熔滲原位冶金制備WC塊體復(fù)合材料新方法，實(shí)現(xiàn)了短流程、低成本、快速的原位制備WC塊體復(fù)合材料。
　　本文以W-C粉末為原料，利用中頻感應(yīng)熔滲原位冶金方法制備了WC塊體復(fù)合材料。分析了復(fù)合材料的物相和

2、組織結(jié)構(gòu)，研究了復(fù)合材料的干滑動(dòng)摩擦磨損性能，考察了工藝參數(shù)變化、鎢碳配比變化、合金元素及合金碳化物對(duì)復(fù)合材料組織性能的影響，研究了高溫固相W-C原位反應(yīng)過(guò)程。
　　研究結(jié)果表明，中頻感應(yīng)熔滲原位冶金生成了大量WC相，獲得了以WC為主要硬質(zhì)相，Ni基固溶體為粘結(jié)相的塊體復(fù)合材料，宏觀成型好，致密。WC相為棱角分明的矩形或三角形晶粒，從試樣項(xiàng)部到底部成梯度分布。隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，WC相的晶粒尺寸逐漸增大，但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，試樣會(huì)出現(xiàn)氣孔等

3、缺陷。當(dāng)W/C(mol比)＜1∶1時(shí)，隨C含量的增加，原位生成的WC含量在增長(zhǎng);當(dāng)W/C(mol比)≥1∶1時(shí)，C含量的增加并未對(duì)原位生成的WC含量造成明顯影響，但試樣中出現(xiàn)的石墨夾雜增多。隨Mo含量從4.76％、13.04％到20％的增加，WC由規(guī)則的三角形和長(zhǎng)方形晶粒變?yōu)闊o(wú)規(guī)則晶粒，且粒度不均勻。隨Cr3C2含量從13.04％、16.67％到20％的增加，WC晶粒的不規(guī)則性增加，試樣中出現(xiàn)的氣孔增多。加入的6.25％的Cr則全部固溶

4、于Ni基體中，并未對(duì)材料的物相及組織產(chǎn)生明顯影響。中頻感應(yīng)W-C固相反應(yīng)過(guò)程中，在Ni塊熔化前，W和C反應(yīng)首先生成W2C相，W2C相與固相中的C繼續(xù)反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為WC相。
　　研究了中頻感應(yīng)熔滲WC復(fù)合材料的耐干滑動(dòng)磨損性能，探討了材料的磨損機(jī)制，分析了不同鎢碳配比和添加合金元素對(duì)材料耐磨損性能的影響。結(jié)果表明: WC復(fù)合材料的干耐滑動(dòng)磨損性能受鎢碳配比的影響，當(dāng)W/C（mol比）＜1∶1時(shí)，隨著C含量的增加，WC含量增加，耐磨損