泡沫陶瓷增强钢基复合材料的制备与性能研究.pdf

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1、P‘-⋯‘·u‘目{复合材料{⋯—_’M泡沫陶瓷增强钢基复合材料的制备与性能研究李(山东济宁技师学院，嗣山东济宁272000)摘要：采用实型铸造法制备了Al：o，泡沫陶瓷增强45“钢基复合材料利用sEM观察复合材料的昆微组织和冲击断口形貌，研究了复合材料的硬度和耐磨性。结果表明，复合材料界面结合较好，是典型的机械结合一复合材料的冲击韧性值低于钢基体，而硬度为钢基体的2～3倍；复合材料的相对耐磨性明显高于钢基体，在冲击功为0．5J和1．oJ时，复合材料的相对耐磨性分别提高了1．41倍和2．33倩一关键词：泡沫陶瓷；中图分类号：TGl48钢基复合材料；组织；性能文献

2、标识码：A文章编号：1001—4977(2017)02—0142—04PreparatiOnandPrOpertieSOfFOamCeramiCReinfOrCedSteeICOmpositesLIJu(ShandongJiningTechnicjanCol

3、ege，Jjning272000，Shandong，China)Abs仃act：Aluminafoamceramicsrejnforced45”steelmatrixcompositeswerefabricatedby如llmoldcastingmethod．Themicrostructuresandimp

4、actfracturemorphologywereanalyzedbySEM；thehardnessandwearresistanceofcompositeswerestudied．Theresultsshowmattheinterfacecohesionisclose，atypicalmechanicalcohesionbetweenthealuminafoamceramicandthesteelmatrix．Theimpacttou曲nessofcomposites1s1essthanthatofsteelbase：thehardnessofcomposit

5、esisabouttwoorthreetimesthanthatofsteelbase；therelativewearresistanceofthecompositewasobviouslyhigherthanmatofthesteelbase．Withtheimpactenergyof0．5Jand1．0J，therelativewearresistanceofthecompositeincreasedby1．41timesand2133times，respectively．Keywords：foamceramics；steelmatrixcomposltes

6、；mlcrostnlcture；propertles陶瓷颗粒增强钢基复合材料因其优异的耐磨性、抗氧化性、耐高温性能及较低的制造成本，在高温、耐磨与耐蚀等恶劣工况条件下得到了广泛的应用二目前，国内外研究陶瓷颗粒增强钢基复合材料主要利用wC、SiC、TjC等少数碳化物增强相，其制备成本较高㈣。相比之下，选用熔点高硬度高耐磨性能好抗氧化性能好的Al：0，泡沫陶瓷作为增强体，钢与泡沫陶瓷三维空间相互贯通形成复合材料【4】。该复合材料制造成本低，且具有优异的高温耐磨性能：多采用粉末冶金、无压浸渗、原位反应和挤压铸造来制备钢基复合材料[5】。但钢基体与陶瓷界面润湿性差、热性

7、能和密度差异大等特点，在制备过程中，存在浸渗厚度小、效率低、缺陷多、力学性能差、成本高等问题[6]。本文采用有机泡沫浸渍泼制备Al：0，泡沫陶瓷，然后采用化学镀铜法处理陶瓷表面以增加其与钢基体的润湿性，最后采用实型铸造法制备了钢基复合材料，开发出具有良好强韧性和高的抗磨损性能的新型金属基复合材料【7j。1试验方法1．1陶瓷的制备陶瓷的孔径尺寸分别为10ppi、15ppi：从图1可见，所制备A1：0，泡沫陶瓷的网孑L大小和骨架中孔筋的直径都非常均匀，没有堵孔现象，这主要是有机前驱体浸渍法r‘艺特点决定的幽J泡7术陶瓷表mI形移￡F唔lSurfacemorph010

8、9iesoftllcfoamceramjcs1．2复合材料的制备采用实型铸造法制备复合材料，首先在500kg的收稿日期：2016一04—24收到初稿．2016一lO_28收到修订稿作者简介：李菊(1981一)，女．硕I’们f究mi_J为金属基复合利利E-nlail：lqu369@163colll，每，錾l一^器铸。◇毪～；{{ii『心一《毒专∥童一0三时0■，一：、0．o．'-¨，．。Sy≯j．：。。≯，、-，．；¨诤．；≯¨．．=，，尹≯螯；瀑；≯。铸造李菊：泡沫陶瓷增强钢基复合材料的制备与性能研究·143·中频电炉中熔炼45。钢=在钢液出炉前半小时加入0．2

9、％的铝脱氧，并分析钢液的