三元硼化物基金属陶瓷的研究进展

总结了三元硼化物基金属陶瓷近几年的研究成果,主要论述了Mo2NiB2和Mo2FeB2基金属陶瓷的显微组织、合金元素的影响、制备技术以及性能的研究现状,总结了三元硼化物基金属陶瓷在刀具材料、模具材料以及覆层材料等领域的应用情况,并对今后的研究方向进行了展望。

三元硼化物基金属陶瓷的研究进展

综述了国内外三元硼化物基金属陶瓷的研究进展情况,对此种金属陶瓷与金属的覆层材料的应用进行了展望。

三元硼化物基金属陶瓷的液相烧结及其应用

介绍了三元硼化物基金属陶瓷的发展现状，以ＭＯ２ＦｅＢ２基金属陶瓷ＫＨＭ为例，对三元硼化物基金属陶瓷的原位反应液相烧结工艺过程、烧结机理和力学性能及其应用进行了综述，并对它的应用前景和发展趋势进行了展望．

铸造烧结三元硼化物硬质合金-钢覆层材料

运用铸造烧结技术,在铸钢件表面制备生成了厚度约为3 mm^4 mm的Mo2FeB2硬质合金表面覆层材料。研究分析表明,硬质合金覆层中生成了大量弥散分布的三元硼化物陶瓷硬质相。利用SEM-EDS研究了硬质合金覆层的微观结构和元素分布,并研究了覆层-钢基体界面微观结构和界面区元素分布,发现硬质合金覆层与钢基体之间形成了一个具有一定厚度的过渡层,并且两相之间形成了良好的冶金结合。讨论了硬质合金覆层-钢基体之间界面层形成的机理。

新型三元硼化物基金属陶瓷的研究

用反应液相烧结法在1280℃下真空烧结成功制备出三元硼化物基金属陶瓷(TBBC),其硬度可达92.4HRA,密度为8.2g/cm^3,热膨胀系数为8.0×10^(-6)/K.用扫描电镜、X射线衍射和能谱对其微观结构进行了分析,结果表明:此种金属陶瓷是由三元硼化物基硬质相(MoFeCrNi)_3B_2和铁基粘结相α-Fe组成,硬质相和铁基粘结相分散均匀,硬质相占有相当大的比重,约占体积比的80％.磨损实验表明此种金属陶瓷具有良好的耐磨性.

三元硼化物基金属陶瓷的制备及性能研究

研究了三元硼化物基金属陶瓷的制备工艺、性能测试及烧结温度对其性能的影响 ,发现在 12 80℃下合成的三元硼化物基金属陶瓷具有较好的力学性能。用扫描电镜对三元硼化物基金属陶瓷进行了必要的显微结构分析 ,为此类金属陶瓷的研究提供了重要的理论和实用价值。

在钢板上涂覆三元硼化物基金属陶瓷的反应烧结工艺

反应烧结法 (ReactionSintering)是一种利用三元硼化物基金属陶瓷覆层钢基体表面的新颖粉末烧结工艺。这一工艺具有双重作用 :通过化学反应将原料粉末生成三元硼化物硬质相并通过液相烧结与钢很好的结合。覆层仅在厚度方向上单向收缩 ,钢基体和三元硼化物之间的热膨胀匹配使材料获得了一个没有缺陷的结合界面。用这种工艺成功的在 16Mn钢基体上涂覆了预压制的Mo2 FeB2 -Fe金属陶瓷 。

真空粉末烧结三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织与性能

研究了真空粉末烧结在45钢基体表面制备三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织和性能,论述了烧结工艺对覆层显微组织的影响,分析了覆层显微组织、显微硬度分布以及覆层与钢基体界面的形成特点.结果表明,含B、Mo、Ni、Cr的原料粉末在1220℃～1250℃反应烧结,可获得1～3mm厚的三元硼化物(Mo2FeB2)基金属陶瓷覆层.该覆层由α粘结相+Mo2FeB2硬质相组成,其组织致密,显微硬度为1200HV,覆层和钢基体通过Fe、B、Cr、Ni相互扩散渗透形成牢固的冶金结合.

三元硼化物基金属陶瓷复合材料及其液相烧结机理

三元硼化物基金属陶瓷是性能优异的新型复合材料。三元硼化物基金属陶瓷复合材料的制备工艺、性能特点、氧。

固相反应法三元硼化物陶瓷涂层的制备及性能研究

以Mo粉、Fe-B合金粉、Fe粉、Al粉为基本原料,磷酸二氢铝为粘结剂制备成型料浆,采用刷涂法在Q235钢基体上形成涂层,在真空烧结炉中通过固相反应法于860℃制备了三元硼化物陶瓷涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)研究了粉体和涂层的物相组成、表面形貌和反应机理,并对涂层的结合强度、耐磨性和耐蚀性进行了测试。结果表明,球磨过程中有少量Mo2FeB2、AlFe3生成,860℃固化后Mo2FeB2、Mo2FeB4等新相生成;涂层和基体形成了良好的冶金结合,结合强度可达14.15MPa;涂层具有比钢基体更优异的耐磨性和耐蚀性,封孔后性能更佳。

Mo-Ni-B系三元硼化物制备与性能研究评述

Mo-Ni-B三元硼化物具有优良的力学性能和耐磨耐蚀性能。反应烧结法是最常见的制备方法。单纯添加不同元素(如Cr、V、Mn)或同时添加这些元素以及改变Mo/B原子比,会对陶瓷的力学性能(抗弯强度、硬度)、微观组织(平均粒径、收缩率、形成晶系)、耐磨耐蚀性能产生影响。Mo_2NiB_2在烧结过程中会因烧结温度和添加的元素等形成四方晶M_3B_2、M_5B_3以及斜方晶M_3B_2、M_5B_3等,这些物相与最终的性能密切相关。添加V或Cr会提高抗弯强度和硬度,促使斜方晶体M_3B_2向四方晶M_3B_2转变。添加Mn会细化Mo_2NiB_2晶粒,提高力学性能。M5B3只有在添加了其他元素后才会出现,并且与添加元素的含量、热处理及Mo/B比有关。烧结法制备的Mo_2NiB_2最高抗弯强度可达3.25 GPa,硬度可达89.6HRA。烧结法制备的陶瓷涂层在具体应用时需再次进行烧结才可与基体结合。而激光熔覆反应法及其他喷涂法可以在基体上直接形成陶瓷涂层。激光熔覆反应法可以制备耐蚀性超过304SS不锈钢的复合陶瓷涂层,硬度可达1100HV以上,制备工艺如激光工艺参数(激光功率、扫描速度)、粉末体系(原子比、添加元素)对涂层性能有很大的影响。激光功率为2500 W、扫描速度1.5 mm/s、Mo/B比为1时可获得性能优良的Mo_2NiB_2涂层。

反应烧结法制备三元硼化物基陶瓷的研究

介绍了用反应烧结法制备三元硼化物基金属陶瓷的反应烧结过程及一般制备工艺过程 ;指出三元硼化物基金属陶瓷具有良好的机械性能和杰出的耐磨、耐蚀等性能 ;由于三元硼化物基金属陶瓷的性能与合金元素的含量有密切的关系 ,所以在进行三元硼化物基陶瓷的设计过程中要特别注意合金元素的作用。

固相反应法制备三元硼化物陶瓷涂层的耐磨性研究

以Mo粉、Fe-B合金粉、Ni粉、Fe粉、Al粉为基本原料,磷酸二氢铝为粘结剂,制备出成型料浆,采用刷涂法在Q235钢基体上形成涂层;在真空烧结炉中通过固相反应法制备三元硼化物陶瓷涂层。试验结果表明:在球磨过程中,有一部分三元硼化物生成;涂层和钢基体的表面形成了良好的冶金结合,涂层具有较好的抗热震性能;在800℃固化后,三元硼化物陶瓷涂层具有良好的耐磨性,封孔之后耐磨性提高。

感应加热三元硼化物金属陶瓷涂层的组织及耐磨性

采用反应喷涂技术在钢表面制备了三元硼化物金属陶瓷涂层,为了进一步提高涂层的结合强度,对所制涂层进行了感应加热处理,研究了感应加热工艺对涂层组织和界面结构的影响规律,并测试了相应涂层的显微硬度和耐磨性。结果表明:涂层经过980℃感应加热温度后,金属陶瓷层组织无变化,由Mo2FeB2硬质相和α-Fe基体相组成,涂层的显微硬度达到HV0.11 200,具有较高的耐磨性。

反应硼化烧结法制备三元硼化物基耐磨覆层材料

用反应硼化烧结法在 12 90℃± 5℃下真空烧结成功制备出三元硼化物基硬质覆层材料YF - 1,其表面硬质覆层的硬度可达 82 - 90HRA。用扫描电镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD)和电于探针 (EPMA)对YF - 1的显微结构进行了分析 ,结果表明 :表面硬质覆层材料主要是由三元硼化物基硬质相和铁基粘结相组成 ,硬质相Mo2 FeB2 是在真空烧结过程中原位反应生成的 ;硬质覆层和基体Q2 35钢的界面为一较大区域 ,界面结合良好。对YF -

液相烧结三元硼化物硬质合金覆层材料的特性

采用原位反应真空液相烧结技术,在Q235钢基体表面制备三元硼化物硬质合金覆层,使钢基体表面获得耐磨抗蚀、界面结合强度高的覆层材料。利用扫描电镜和能谱分析对三元硼化物硬质合金和钢基体的界面微观结构和界面区元素分布进行了分析,发现硬质合金覆层和钢基体之间形成了一个具有一定厚度的过渡层,合金元素浓度没有发生突变,两相之间形成了良好的冶金结合。研究了覆层材料的显微硬度、抗弯强度与耐磨性能,结果表明:在1200℃烧结,覆层的Vickers硬度达到12MPa,弯曲强度在试样受到拉伸应力与压缩应力时分别达到86.74MPa,1168.21MPa,耐磨性与Q235钢相比有了较大提高。

坡缕石对三元硼化物陶瓷涂层磨损性能的影响

采用热化学反应热喷涂技术,向骨料中加入坡缕石制得喷涂喂料粉末,在Q235钢表面制备含坡缕石的三元硼化物陶瓷涂层,观察了涂层的显微组织,测试了涂层的耐磨性能,分析了坡缕石对三元硼化物陶瓷涂层显微组织和耐磨性的影响。结果表明:坡缕石的添加,使得涂层变得致密且具有一定减摩效果;坡缕石的添加量占骨料总质量的2%时,所得三元硼化物陶瓷涂层的耐磨性比未加坡缕石时平均提高4倍。

三元硼化物金属陶瓷覆层材料耐腐蚀性能研究

以Mo粉、FeB合金粉和Fe粉为基本原料,分别加入Cr、Ni、C或同时加入Cr、Ni、C合金元素成分,采用原位反应真空液相烧结工艺,在Q235钢基体上制备三元硼化物金属陶瓷覆层材料。研究了合金组分对覆层材料耐腐蚀性的影响。结果表明,三元硼化物金属陶瓷覆层材料的覆层具有远比钢基体优越的耐蚀性,C组分的单独加入降低了覆层的耐蚀性,Cr、Ni组分的加入显著提高了覆层的耐蚀性,同时加入Cr、Ni、C作为合金组分使覆层具有最佳的耐蚀性。

坡缕石对三元硼化物陶瓷涂层磨损的影响

三元硼化物陶瓷涂层由于其硬度高、耐磨性好、热膨胀系数与Fe相近,是良好的钢基耐磨涂层。坡缕石由于其化学组成和独特的晶体结构,是减摩材料的良好选择。将占骨料总质量分数1%、2%、3%的坡缕石添加到三元硼化物陶瓷涂层中,对比涂层之间耐磨性变化。结果表明:坡缕石的添加虽然对涂层结合强度无太大影响,但是提高了涂层的耐磨性和减摩性,且含2%坡缕石涂层耐磨性提高最多。

真空液相烧结法制备三元硼化物硬质合金覆层材料

采用液相烧结法在钢基体表面制备三元硼化物硬质合金覆层,将三元硼化物硬质合金的优异性能赋予钢基体表面,获得了耐磨抗蚀、界面结合强度高的新型硬质覆层材料。同时确定了硬质合金覆层的化学配比(B、Fe、Mo元素成分的配比)和C、Cr、Ni合金元素的添加量。对硬质合金覆层的洛氏硬度的测量结果表明,覆层的硬度明显高于钢基体的硬度,其中5Cr2Ni0.8C材料试样的硬度最大;对硬质合金覆层以及覆层与钢基体的界面结合处的扫描电镜观察和能谱分析表明,铬加入后部分进入陶瓷硬质相,加强了其硬度,而镍元素只在铁基粘结相中存在,并且覆层与钢基体之间形成了致密的冶金结合。