球墨鑄鐵-錫青銅雙金屬高頻感應(yīng)熔覆工藝研究.pdf

1、為了獲得良好的綜合性能，本課題采用高頻感應(yīng)熔覆技術(shù)在球墨鑄鐵表面熔覆一層錫青銅，實(shí)現(xiàn)球墨鑄鐵-錫青銅的良好結(jié)合。
　　實(shí)驗(yàn)中首先研究了單組元活性劑對(duì)熔覆結(jié)合的影響，然后在單組元活性劑的結(jié)果基礎(chǔ)上，利用正交試驗(yàn)獲得適用于球墨鑄鐵-錫青銅復(fù)合的混合活性劑的最佳成分比。試驗(yàn)結(jié)果表明：不加活性劑時(shí)界面處易產(chǎn)生氣孔、夾雜、裂紋等缺陷，界面的剪切強(qiáng)度很低；單組元活性劑中，四硼酸鈉的排渣性最好，所得熔覆試樣缺陷最少，剪切強(qiáng)度最高，達(dá)到133MP

2、a；混合活性劑的最佳成分為 Na2B4O760％+H3BO320%+AlPO310%+NaF10%。
　　選定活性劑后，通過(guò)多組試驗(yàn)研究了感應(yīng)加熱工藝參數(shù)對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合效果的影響，利用OM、SEM、XRD、EPMA、顯微硬度計(jì)等對(duì)界面形貌、熔覆層的微觀組織、物相結(jié)構(gòu)、合金元素?cái)U(kuò)散分布和顯微硬度等進(jìn)行了研究，并通過(guò)剪切試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)測(cè)定了試樣的結(jié)合強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：頻率為20KHz時(shí)，工藝參數(shù)的合理范圍為加熱電流300A~450A，

3、保溫時(shí)間0～60s；高溫復(fù)合時(shí)界面兩側(cè)元素發(fā)生互擴(kuò)散，F(xiàn)e向銅層擴(kuò)散的最大距離為20μm，Cu向基體的擴(kuò)散距離為8~10μm?；w與熔覆層間的結(jié)合為擴(kuò)散冶金結(jié)合，界面處不形成新相，界面組織的顯微硬度值介于基體和錫青銅之間；增大加熱電流、延長(zhǎng)保溫時(shí)間，雙金屬的結(jié)合強(qiáng)度不斷增大，加熱電流為420A、保溫時(shí)間為60s時(shí)，剪切強(qiáng)度達(dá)到186MPa，剪切斷面位于錫青銅內(nèi)部。
　　分別測(cè)試了試樣在3.5%wt NaCl腐蝕溶液中的Tafel曲

4、線。結(jié)果表明：內(nèi)部無(wú)缺陷的錫青銅腐蝕電流密度為0.886μA/cm2，遠(yuǎn)小于基體的15.39μA/cm2，熔覆層顯著改善了基體的耐腐蝕性。
　　最后探討了中間層材料對(duì)雙金屬熔覆結(jié)合的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示：鋁箔在加熱時(shí)氧化嚴(yán)重，生成的氧化物阻礙了銅合金與基體的結(jié)合，試樣的剪切強(qiáng)度僅為40MPa左右。加入鋅后，熔覆層的組織由樹枝狀的偏析組織變成等軸狀的偏析組織，界面處生成鐵鋅脆性相，試樣的剪切強(qiáng)度約為100MPa，低于錫青銅自身的剪切強(qiáng)