耐磨耐热铸件表面合金化技术研究

【摘要】：复合铸造工艺很多,它们的共同之处就是将两种不同性能的材料结合起来,发挥各自优势,满足备件使用要求。冶金备件在高温环境下承受冲击磨损作用,一般采耐热钢铁材料或耐磨材料制造,但同一种金属材料往往难以同时承受高温和磨损作用。 普通铸钢材料有较好的强韧性,但耐磨、耐热性能较差,难以满足要求;若高合金材料整体铸造,工艺技术性能差,易产生缺陷,成品率太低,且高合金材料成本太高。而采用铸造表面合金化的方法,既能保证心部具有良好的强韧性,又能满足表面所要求的特殊性能。 本文研究了影响铸件表面合金化的关键因素,研究出了适宜的提高耐磨、耐热性的表面合金化工艺。采用加入YB成型剂而不加入水玻璃、树脂粘结剂等添加物进行铸件表面合金化的独特方法,结合先进的消失模铸造工艺,改善了合金化层与本体结合部位之间气孔、夹渣等问题,合金化粉末(膏块)放置操作简便、可靠。所采用的基体为普通铸钢,合金层为高Cr合金,同时加入含有Mo、Ni及WC的合金材料。 合金化层和基体之间实现了冶金结合,得到的含高Cr、W等元素的合金化层,合金层表面平整,在合金层一定厚度内断面成份、硬度较均匀,具有较好的耐磨性和耐热性能,所得到的铸件表面合金化复合层比本体材料具有明显的耐磨性和抗氧化性能,合金化层耐磨性能为本体铸钢ZG70对比样的3～5倍,抗氧化性能比本体样提高50%左右。 试制的表面合金化导卫板试用效果良好,满足了使用要求。本文研究的技术方案也可用于渗SiC、Al_2O_3、TiC等的复合材料研究制备。