对金属陶瓷硬质覆层材料界面层扩散的研究

根据三元硼化物金属陶瓷硬质覆层材料6B的制备工艺,研究了该硬质覆层材料界面过渡层的形成机理。利用菲克第二定律,建立了其界面过渡层扩散厚度的理论模型,根据该模型对6B的界面过渡层厚度进行了计算。利用扫描电镜和电子探针对6B界面过渡层的扩散机理和扩散过程进行了试验研究,试验研究结果与理论分析结果相符。根据理论分析和试验结果确定了一定制备工艺条件下该硬质覆层材料界面过渡层扩散组元的扩散系数。

硬质覆层材料的微观结构分析

用扫描电子显微镜、X射线衍射和能谱对液相烧结法制备的钢结硬质合金 钢硬质覆层材料FC Ⅰ和FC Ⅱ的微观结构进行了研究。两种材料的硬质覆层中FC Ⅰ粘结相主要为体心立方相的α Fe ,而FC Ⅱ中则为Ni基固溶体。FC Ⅰ的硬度较高 ,微观组织较差 ;而FC Ⅱ的微观组织较好 ,但硬度较低。FC Ⅱ钢结硬质合金 钢硬质覆层材料的界面为扩散型 。

钢用硬质覆层材料的显微结构分析

用反应烧结法在A3钢表面制备了三元硼化物基硬质覆层材料YF 1,其硬度可达 82～ 90HRA。用扫描电镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD)和电子探针 (EPMA)进行的显微结构研究结果表明 :YF 1的表面硬质覆层主要是由三元硼化物基硬质相Mo2 FeB2 和铁基粘结相α Fe组成 ,硬质相分散均匀。在硬质覆层和A3钢的界面存在明显的元素扩散 ,界面结合良好 。

硬质覆层材料的液相烧结工艺研究

采用液相烧结法成功地制备了钢结硬质合金——钢硬质耐磨覆层材料FC-Ⅰ和FC-Ⅱ,对其液相烧结工艺进行了研究,并利用扫描电镜和x射线衍射分析了两种覆层材料的微观结构.结果表明:热处理后FC-Ⅰ和FC-Ⅱ的表面维氏硬度分别为6.418 MPa和5.580MPa;FC-Ⅰ的烧结温度为1300℃,FC-Ⅱ的烧结温度为1280℃,升温速度在固相烧结阶段是10～15℃/min,液相阶段是5℃/min,保温时间为20～60min;FC-Ⅰ的组织为体心立方相的α-Fe和面心立方相的Fe3 W3 C;Fc-Ⅱ的组织为Ni基固溶体、面心立方相的Fe,W3 C和体心立方相的α-Fe.

金属陶瓷硬质覆层材料覆层受压时的等效抗弯强度研究

分别基于最大拉应力点和最大压应力点建立了三元硼化物金属陶瓷硬质覆层材料覆层受压时的等效抗弯强度理论模型,并进行了实例和试验研究。理论分析与试验研究结果相符,二者均表明随着覆层厚度比的增加,三元硼化物金属陶瓷硬质覆层材料的等效抗弯强度增大;对于本文研究的硬质覆层材料,覆层受压时材料首先在最大压应力位置失效。提出对该硬质覆层材料零件进行结构设计时,如果覆层受压,应以覆层部分材料的抗压强度而不是基体材料的抗拉强度作为设计准则。

硬质覆层材料覆层厚度收缩规律试验研究

三元硼化物金属陶瓷硬质覆层材料是利用液相烧结技术在钢基体上涂覆金属陶瓷而制得的新型层状复合材料,在烧结过程中,覆层的厚度会发生收缩。对该材料在烧结过程中覆层厚度的收缩规律进行了试验研究；根据试验结果,对烧结前后覆层厚度之间的关系进行拟合分析；分析结果表明。最高烧结温度分别为1235℃、1240℃、1250℃时,二者之间的关系均很好地符合指数关系,进而得到了在合理烧结温度控制范国内烧结后覆层厚度随烧结前坯体厚度变化的经验公式。本文的研究结果对于三元硼化物金属陶瓷硬质覆层零件的制造具有实际意义。