铸造钢铁基耐磨复合材料制备工艺研究进展.pdf

第36卷 第4期 山 东 冶 金 V01．36 No．4 2014年8月 Shandong Metallurgy August2014 霄 、 、驴 舻、 、 h 、 、矿、 啕 3专论与综述2 eh q p、 、 、 h h 铸造钢铁基耐磨复合材料制备工艺的研究进展冰 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。 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 “衬底一过渡层一耐 腐蚀磨料磨损等工况…，对耐磨材料的性能要求也 磨层”。耐磨层多用高铬耐磨铸铁。根据铸件的服 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 性匹配结合最为行业青睐 。 铁等材料 ，如在承受较大冲击载荷时可使用中低碳 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 些报道，并逐渐用于生产。文献 [7]探索了高铬 得较好的硬韧性配合b ，在冲击磨损工况下其综合 白口铸铁和铸钢复合的双金属材料生产工艺，选用 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 工硬化效果欠佳 。高铬 白口铸铁韧性较低和高锰 基材，成分符合GB8263--1987标准要求的高铬铸 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℃浇注高铬铸铁，待冷却到 要求n。因此，其中借助铸造工艺通过两种不同种 1000 1100℃时，再浇人 1460—1480oC的铸钢 类金属复合的方式，制造兼具工作部位高硬度、基