低铬白口铸铁铸渗工艺与耐磨性能的研究

论文摘要

本文在对某水泥厂的铸铁磨球的使用寿命低原因分析,针对工况材质性能的要求,采用膏块铸渗法制备WC、SiC/低铬白口铸铁基表面复合材料。使用正交试验对工艺过程进行优化设计,研究了粘结剂的种类、浇注温度、膏块厚度、增强颗粒的含量和改性处理对铸渗质量的影响。通过对试样的宏观、微观组织及成分分析,选择最佳的工艺参数。实验结果表明:采用普通砂型铸造工艺,膏块铸渗法制备的WC、SiC /低铬白口铸铁表面复合材料,在浇注温度为1550℃,WC含量为45%,膏块厚度为2mm时,形成的渗层质量最佳,相对耐磨性最好。通过包覆处理可以提高渗层质量和相对耐磨性,相比于变质的高铬铸铁相对耐磨性可达到3.12。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景
• 1.2 材料的磨损
• 1.2.1 材料的磨损和分类
• 1.2.2 材料的磨粒磨损
• 1.3 耐磨金属材料的发展状况
• 1.3.1 耐磨钢
• 1.3.2 耐磨铸铁
• 1.3.2.1 普通白口铸铁
• 1.3.2.2 铬系白口铸铁
• 1.4 金属基表面复合材料概述
• 1.4.1 金属基表面复合材料的颗粒增强体
• 1.4.2 金属基表面复合材料的金属基体
• 1.4.3 金属基表面复合材料的制备工艺
• 1.5 铸渗技术
• 1.5.1 铸渗的定义
• 1.5.2 铸渗的发展和研究现状
• 1.5.3 铸渗技术存在的问题和发展方向
• 1.6 课题研究的内容、意义及技术路线
• 1.6.1 课题研究的内容、意义
• 1.6.2 技术路线
• 2 实验材料、实验设备及实验方法
• 2.1 实验材料的选择
• 2.1.1 对比试样的确定
• 2.1.2 基体材料的选择
• 2.1.3 颗粒增强体的选择
• 2.1.4 其它实验材料的确定
• 2.2 实验主要设备
• 2.3 试样的制备及检测
• 2.3.1 预制膏块的制备
• 2.3.2 浇注系统设计
• 2.3.3 砂箱预热
• 2.3.4 合金熔炼
• 2.3.5 性能检测
• 2.3.5.1 显微组织的观察
• 2.3.5.2 硬度测试
• 2.3.5.3 耐磨性实验
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 试验指标
• 2.4.2 试验方案
• 3 铁基表面复合材料的制备工艺研究
• 3.1 粘结剂对铸渗复合层质量的影响
• 3.2 正交实验
• 3.3 WC 颗粒的含量对铸渗复合层质量的影响
• 3.4 WC 颗粒的改性处理对铸渗复合层质量的影响
• 3.5 增强颗粒对铸渗复合层质量的影响
• 3.6 本章小结
• 4 铁基表面复合材料的组织和性能分析
• 4.1 铁基表面复合材料的显微组织观察
• 4.1.1 WC/低铬铸铁基表面复合材料的复合层形貌
• 4.1.2 WC/低铬铸铁基表面复合材料的过渡层和基体形貌
• 4.1.3 改变增强体颗粒的低铬铸铁基表面复合材料的形貌分析
• 4.2 铁基表面复合材料的硬度规律
• 4.2.1 洛氏硬度分布规律
• 4.2.2 显微硬度分布规律
• 4.3 本章小结
• 5 铁基表面复合材料的磨损性能研究
• 5.1 铁基表面复合材料磨粒磨损
• 5.2 铁基表面复合材料的干摩擦磨损
• 5.3 热处理对铁基表面复合材料的影响
• 5.4 本章小结
• 6 铸渗铁基表面复合材料的形成及机理研究
• 6.1 铸渗铁基表面复合材料形成机理的研究概述
• 6.2 WC/铁基表面复合材料复合层的形成概述
• 6.3 铁基表面复合材料的铸渗机理
• 6.3.1 铸渗过程的动力学分析
• 6.3.2 铸渗过程的热力学分析
• 6.4 本章小节
• 7 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢