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铸渗工艺及表面复合层冲击磨损性能研究

贾利晓  
【摘要】:本文以火车连接装置的核心部件——车钩系统为研究背景,采用传统的铸渗工艺在现用车钩材料ZG230-450的表面制备出具有高耐磨性的钨铬复合层和高铬铸铁复合层,并对铸渗成型工艺进行了探讨。同时,以表面复合材料与基体材料为配副,采用MLD-10型冲击磨损试验机,模拟火车车钩的工况条件,对铸渗复合层的冲击磨损性能进行了研究。采用JSM5600LV型扫描电子显微镜对试样的磨损面和正切面磨损形貌进行了观察,分析了表面复合材料的磨损机理,并讨论了冲击磨损条件下,试验条件对复合层耐磨性及其磨损机理的影响。 对铸渗成型工艺研究的试验结果表明:浇注温度是影响渗层形成的首要因素,渗剂成分和粒度、熔剂以及粘结剂都要有适当的加入量,才能形成形状完整、轮廓清晰的铸渗层。渗层的形成主要是依靠渗剂颗粒之间毛细管的毛细吸附作用,加上基体金属液和渗剂元素之间的互扩散作用。 对表面复合层冲击磨损性能研究的试验结果表明:渗剂中加入WC颗粒后,复合层的耐磨性显著提高;在前后两个试验周期内,表面复合材料的耐磨性随渗剂中WC含量的增加呈现出不同的变化规律;随渗剂中高碳铬铁含量的增加,表面复合材料的磨损率先减少后增加;随机冲击条件下,表面复合材料的磨损率随冲击功增大而减小,但固定冲击次数条件下,表面复合材料的磨损率随冲击功增大而增大;表面复合材料的磨损率随冲击次数的增加而增加,但变化较平稳,没有大的突变。 表面复合材料的磨损机理主要是反复塑性变形和疲劳剥落。冲击能量大小对表面复合材料的磨损机理影响不大,随着冲击能的增大,表面复合材料的磨损由碳化物的碎裂、脱落转变为大块剥落,在磨损表面形成较大的剥落坑。


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