铸造钢铁基耐磨复合材料制备工艺的研究进展-大冶金

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1、第36卷第4期山东冶金Vol.36No.42014年8月ShandongMetallurgyAugust2014?????????????????专论与综述???????????铸造钢铁基耐磨复合材料制备工艺的研究进展*1，21，2陈德东，袁军平（1广州番禺职业技术学院珠宝学院，广东广州511483；2广东高校珠宝首饰工程技术开发中心，广东广州511483）摘要：评述了铸造钢铁基耐磨复合材料的制备工艺和研究进展，重点分析了双液复合铸造、双金属镶铸及铸渗3种耐磨复合材料制备工艺，并对耐磨复合材料制备技术的未来发展方向和研究重点提出合理选材、提高冶金质量、应用数值模拟技术、探研界面结合机理等建议

2、。关键词：耐磨复合材料；铸造钢铁基；双金属；复合铸造；镶铸；铸渗中图分类号：TG251+.2文献标识码：A文章编号：1004-4620（2014）04-0001-03目前制备铸造钢铁基耐磨复合材料时，根据工艺方1前言式不同，主要有双液复合浇铸、双金属镶铸复合和磨损是材料失效的三大形式之一，所造成的经铸渗复合等形式。济损失十分显著。根据工业的发展现状，铸造耐磨2.1双液复合浇铸耐磨复合材料材料常用于冲击磨料磨损、高应力碾压磨料磨损、复合浇铸耐磨复合材料由两种材质的金属液低应力冲刷磨料磨损、粘着磨损、高温磨料磨损和分层浇铸而成，其结构组成为“衬底—过渡层—耐［1］磨层”。耐磨层多用高铬耐磨铸铁。

3、根据铸件的服腐蚀磨料磨损等工况，对耐磨材料的性能要求也表现为硬度高、强度高和韧性高，其中良好的硬韧役工况，衬底可选择中低碳铸钢和球墨铸铁、灰铸［2］铁等材料，如在承受较大冲击载荷时可使用中低碳性匹配结合最为行业青睐。高铬铸铁硬度高，在低应力作业时能够表现良铸钢，或选择球墨铸铁、灰铸铁，既减少耐磨层材料好的耐磨性，但如果遇到冲击载荷时就很容易发生用量又能够保证耐磨部件所需的强度。过渡层则脆性断裂；高锰钢韧性高，且具备良好的加工硬化是由耐磨层金属与衬底金属混熔而成。效果，但在低应力条件下加工硬化效果不明显时，关于双液复合浇铸复合材料的研发工作已有耐磨性能表现不佳等；新型低合金耐磨铸钢可以获一些报

4、道，并逐渐用于生产。文献［7］探索了高铬［3-5］白口铸铁和铸钢复合的双金属材料生产工艺，选用得较好的硬韧性配合，在冲击磨损工况下其综合性能优于高铬白口铸铁和高锰钢，但硬度不足，加成分符合GB5676—1985标准要求的ZG230-450做［6］基材，成分符合GB8263—1987标准要求的高铬铸工硬化效果欠佳。高铬白口铸铁韧性较低和高锰钢初始硬度不足、耐磨性较弱，依然是耐磨行业的铁作为耐磨层，采用分层浇铸的方式，使用在250～工程技术难题。低合金耐磨铸钢能够表现较好的350℃预热的金属型箱分隔砂型上下箱，并分别设硬韧性匹配，但在一些特殊的工况中无法满足服役置浇口，在1330～1380℃浇注

5、高铬铸铁，待冷却到［1］1000～1100℃时，再浇入1460～1480℃的铸钢要求。因此，其中借助铸造工艺通过两种不同种类金属复合的方式，制造兼具工作部位高硬度、基液，最终形成50～80μm的结合层。可实现冶金结体部位高韧性和高强度的钢铁基复合耐磨铸件来合，该工艺制备的破碎机颚板用于石矿现场，平均实现耐磨部件较高的耐磨性以满足服役要求，值得寿命是高锰钢的3～5倍。文献［8］通过1550℃浇关注。注低合金钢（0.3%～0.45%C，0.6%～0.8%Cr，0.6%～0.7%Mn，Mo＞0.2，Si＜0.4），待金属凝固后，2铸造钢铁基耐磨复合材料制备工艺再经约1540℃浇注高铬铸铁（2.8%

6、～3.1%C，通过铸造钢铁基复合技术，充分考虑工作部件20%～21%Cr，1.5%～1.8%Mn，Mo＞0.2%，Si＜的工况条件服役需要，可实现材料的“物尽其用”。0.4%），实现两种金属界面熔全，获得显微硬度达HV580的界面结合区，此方法应用于制造锤头，表*基金项目：广东高校珠宝首饰工程技术开发中心项目（粤教科函现出良好的工程效果。［2012］131号）收稿日期：2014-04-08双液复合浇铸技术已在制造耐磨件的生产中作者简介：陈德东，男，1986年生，2012年毕业于暨南大学材料学专得到了一定程度的应用，但实际生产中还存在着诸业，硕士。现为广州番禺职业技术学院珠宝学院教师，从事首饰

7、材如界面金属液出现冲混，界面附近组织晶粒粗大，料工艺研究与教学及金属耐磨材料研究与开发工作。12014年8月山东冶金第36卷界面夹渣等问题，这需要在以后的研究工作中对界2.3铸渗耐磨复合材料面结合机理进行分析，开发提高界面冶金质量的控将硬质颗粒预先固定在铸型型腔，然后注入金制工艺，系统地开发适合于此类耐磨复合材料的热属液，金属液或渗透进入硬质颗粒的间隙，或以对处理工艺制度。硬质颗粒表面进行一定程度的熔化同时伴