双金属复合铸造工艺的研究

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1、郑州大学硕：L学位论文摘要摘要随着工业的发展，耐磨金属的需求量越来越大，同时对耐磨金属的性能也提出了新的要求。但是一种材料同时具有高韧性和高强度这两种性能在实际中很难发现。而双金属复合材料正好满足这些要求。双金属复合材料可用于表面要求良好的耐磨性，整体要求具有很高的韧性，而采用单一材料无法满足的重要部件。为此双金属复合铸造工艺的研究就显得相当重要。本文采用复合铸造工艺制备高铬铸铁／碳钢复合锤头，重点讨论工艺参数对界面结合的影响。最终确定适宜生产的简单高效的双金属复合铸造工艺，得出优化的工艺参数。锤式破碎机的锤头的韧性和耐磨性要求都非常高。综合考虑，外材选用高铬铸铁，通过控制化学

2、成分和热处理工艺能形成耐磨基体和高硬度碳化物，因此抗磨性较好。芯材选用碳钢，不同的热处理工艺对它影响较小。选用这两种材料的复合加上优化的工艺条件可以实现两种金属冶金结合。本文在给定高铬铸铁的浇注温度与碳钢的预热温度的情况下计算出两者结合的体积比，同时在体积比下研究了高铬铸铁的浇注温度与碳钢的预热温度的关系。选择合适的体积比、高铬铸铁的浇注温度与碳钢的预热温度是非常重要的。高铬铸铁导热率低，凝固过程表面和内部会出现较陡峭的温度梯度，为了避免热应力的产生，淬火过程包括加热、在奥氏体温度下进行脱稳处理、冷却三个步骤。对试样的金相组织研究分析表明：高铬铸铁在冷却的过程中将过热热量带给了

3、碳钢，随着工艺参数的优化，界面原子通过扩散迁移使界面结合由机械结合过渡到冶金结合，复合层呈犬牙交错状最好。复合层组织为断续分布的Cr7C3共晶碳化物、马氏体和少量残余奥氏体，基体组织为珠光体+铁素体。对试样的力学性能研究分析表明：提高浇注时复合试样的整体温度有利于加大界面两侧的原子扩散的数量，使扩散层变宽，对提高界面的结合强度有利。适当的提高高铬铸铁的浇注温度和碳钢的预热温度以及增大液固体积比是增强界面结合力学性能的关键。显微硬度表明：机械结合的界面存在脆性相；剪切强度表明：提高体积比可以明显提高界面结合强度，同时体积比过大时也明显降低锤头的整体强韧性。增加芯材的预热温度和高铬

4、铸铁的浇注温度可以提高界面结郑州大学硕二}学位论文摘要合强度，同时不会降低整体强韧性；剥离强度表明：液固体积比大、芯材预热温度高、浇注金属液温度高促进了界面的冶金结合，剥离后界面处呈现新鲜的金属光泽且表面粗糙，说明界面处金属间相互渗透作用强烈。开发一+种新的工艺方法——型内感应预热双金属复合工艺。自行设计制作一套感应加热法制备双金属复合材料的装置，在调试和试验中，证明该装置设计合理，基本上满足双金属复合成型的要求。在型内感应预热复合铸造条件”F，随着感应电磁频率的提高，双金属复合材料的界面结合越好，原子两侧的扩散能力增强，扩散层明显变宽。采用型内感应预热双金属复合工艺，即体积比

5、为8：1、金属液温度为1500℃、芯材涂覆保护剂后预热到800℃，感应频率为1400Hz，所得到双金属锤头的复合界面为完全冶金结合。所研制的锤头用于破碎石灰石，使用寿命是高锰钢锤头的3倍左右，破碎炼焦用原煤，寿命是高锰钢的5倍左右。关键词：镶铸，双金属复合，感应加热，界面，锤头m塑!!奎兰堡主堂垡丝苎一．兰垦翌!!兰!ABSTRACTwit}IthedevelopmentofindustⅨthedelTlaJldofwe斛resiStingmetalbecameb谚Atthes蛐etimeitalsosetthenewrequesttothewear．resistingmeta

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