纳米TiC颗粒增强导卫板表面合金的耐磨性能.pdf

《纳米TiC颗粒增强导卫板表面合金的耐磨性能.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第35卷第1期河南科技大学学报：自然科学版V01．35N0．12014年2月JournalofHenanUniversityofScienceandTechnology：NaturalScienceFeb．2O14文章编号：1672—6871(2014)01—0001—03纳米TiC颗粒增强导卫板表面合金的耐磨性能路王珂，谢敬佩，邵星海，张银娣，王行(河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳471023)摘要：将改性纳米TiC通过铸渗工艺加入到导卫板的表面合金层中，可以提高导卫板的性能。运用扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分

2、析手段，结合硬度和耐磨性能测试结果，得出以下结论：表面合金层由奥氏体和Mc型碳化物组成，碳化物呈杆状或颗粒状。加入改性纳米TiC粉末可以优化碳化物的分布形态，增加合金层的硬度，并提高其干摩擦条件下耐磨性能。当铸渗剂中加入质量分数为1．5％的纳米TiC后，合金层具有最好的微观组织和性能。关键词：纳米TiC；表面合金；微观组织；耐磨性中图分类号：TB36文献标志码：A0引言导卫板是钢材轧制生产线上重要的辅助装置，用于诱导、夹持钢丝的顺利通过。钢材与导卫板直接滑动接触，滑动速度高达6m／s，这要求导卫板具有较高的耐磨性能。通过铸渗

3、工艺在钢的表面制备高铬铸铁合金层能够提高导卫板的性能，这种方法既能够大大缩减生产成本，又能够有针对性地提高表层材料的高耐磨需求，适合导卫板的工作环境，是一种非常经济实用的方法。近年来，人们通过在合金层中加入刚性硬质增强相以进一步提高其性能，延长导卫板的使用寿命。但是导卫板在高温环境下工作，合金的硬度显著下降，增强颗粒容易从基体上脱落从而导致耐磨性能显著下降I9。将纳米TiC颗粒加入到导卫板的表面合金层中，通过其纳米尺寸特性对基体起到增强增韧作用J，是改良导卫板性能的一个重要尝试。1试验方法1．1试样的制备试验选择普通砂型铸渗

4、工艺，使用合肥某公司生产的纳米TiC粉末为增强颗粒，自制的高碳铬铁粉(粒度为80目，主要成分为铬铁碳化物、铬镍合金等)为待渗合金粉末材料，中碳铸钢ZG270—500为浇注金属液材料(母材)。图1是纳米TiC粉末的透射电镜(TEM)像，粒径为20～60nm，呈球形颗粒特征。将纳米TiC粉末、醇溶性酚醛树脂(黏结剂)粉末、硼砂(助熔剂)和高碳铬铁粉在混料机上混合均匀，得到铸渗剂。在铸渗剂中加入适量的酒精调成糊状，并涂敷于砂型内壁上得到预制涂层。将砂型和涂层预热到200oC左右，浇注熔炼好的ZG270—500金属液，凝固成形后将包

5、含表面合金层的部分线切割加工成相应的试样后，用于微观分析和性能测试。母材金属液浇注温度1600℃，预制涂层厚度3～5mm，砂型选用CO水玻璃砂型。酚醛树脂和硼砂在铸渗剂中的质量分数均为4％。纳米TiC粉末设计4种加入量，在铸渗剂中的质量分数分别为0．5％、1．0％、1．5％和2．0％。图1纳米TiC颗粒的TEM像基金项目：河南省国际科技合作基金项目(084300510006)；河南科技大学博士科研基金项目(2008bs025)作者简介：路王珂(1988一)，女，河南周口人，硕士生；谢敬佩(1957一)，男，河南安阳人，教授，

6、博士，博士生导师，主要从事新型耐磨材料及摩擦磨损机理研究．收稿日期：2013～05—19·8·河南科技大学学报：自然科学版2014年碳化物形貌特征有球状、椭球状和棒状，并且无规律地分布于基体上。(2)随着加热温度的升高和保温时间的延长，碳化物的溶解量随之增加；温度低于970oC，碳化物溶解量较少；温度高于970oC时，碳化物大部分溶入基体；温度达到1000qC时，碳化物基本全部溶入基体。(3)保温开始阶段，碳化物的溶解速率较大，随着保温时间的延长碳化物溶解速率减慢，保温60rain以上时，溶解速率基本为零。(4)Cr5钢的硬

7、度随加热温度的升高和保温时问的延长先增加后降低，温度为970℃，保温时问为60rain时，硬度达到峰值为55．4HRC。参考文献：[1]陆寅松，张智峰，胡学辉，等．5％cr带钢支承辊制造技术[J]金属加工，2011，(9)：15—18．[2]张国刚，王明家，彭星伟，等．新型多元合金化Cr5支承辊工艺性能研究[J]．大型铸锻件，2011(4)：l6—19．[3]韩瑞敏．大型锻钢支承辊生产状况及最终热处理工艺[J]．热处理，2011，26(5)：19—23．[4]赵席春．Cr5型支承辊用钢的研究[J]．金属热处理，2003，28

8、6)：26—28．[5]魏雪，宋延沛，刘华平，等．奥氏体化温度对复合轧辊表面工作层组织的影响[J]．河南科技大学学报：自然科学版2013．34(4)：9—16．[6]吴元徽．浅析钢材的内部缺陷及其对热处理工艺和性能的影响[J]．热处理，2011，26(2)：78—82．[7]戴起勋．金属材