現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展迫切需要在高溫、高速、耐磨損條件下的結(jié)構(gòu)件，如發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸、挺桿、氣門閥座、高速軋機(jī)的軋環(huán)、導(dǎo)向輪和軋輥等，現(xiàn)有的鋼鐵材料及其合金越來(lái)越難以滿足需要，顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料因其特有的高比強(qiáng)度、高比模量、耐磨和耐高溫等優(yōu)良性能而得到世界各國(guó)材料科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注，成為近年來(lái)新材料開發(fā)的熱點(diǎn)。
顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料一般是作為耐磨、耐蝕、耐熱材料進(jìn)行開發(fā)和應(yīng)用的。如在工作面上采用此材料，可以獲得表面耐磨性優(yōu)、心部塑韌性好的零部件，更可貴的是，在既有磨損又有耐熱的嚴(yán)酷工況下，可以通過(guò)基體與顆粒的不同選擇，兼顧抗磨損與抗氧化性的不同要求。因此，研究顆粒增強(qiáng)鐵基表面復(fù)合材料的制備工藝、組織結(jié)構(gòu)和耐磨、耐熱、耐蝕的綜合性能，具有非常重要的意義和實(shí)用價(jià)值。本文將原位合成技術(shù)與粉末冶金技術(shù)相結(jié)合，在45鋼表面合成了(Ti，W)C顆粒增強(qiáng)鐵基表面復(fù)合材料，并探討了該表面復(fù)合材料的顯微組織。
實(shí)驗(yàn)所用復(fù)合材料的化學(xué)成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)：12Ti，18W，4.5C，2Mo,2Cr，余量Fe。原材料分別為Ti粉、還原Fe粉、炭黑、鎢鐵粉(含70%W，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)、鉻鐵粉(含70%Cr)、鉬鐵粉(含50%Mo)。材料制備過(guò)程如下：混料采用濕混：每100g混合料中加入50mL無(wú)水乙醇，球料質(zhì)量比為6∶1，采用QM-1SP行星式球磨機(jī)，以180r/min的轉(zhuǎn)速混料24h。料漿的干燥在溫度為353K的真空干燥箱中進(jìn)行，混合粉干燥后，加入6%左右的汽油橡膠，然后造粒，過(guò)100目篩，最后壓制成Φ30mm×5mm的毛坯，將壓制好的毛坯置于45鋼坯上，在真空燒結(jié)爐中燒結(jié)而成，燒結(jié)溫度1300℃，保溫時(shí)間1h。
采用粉末冶金技術(shù)與原位合成技術(shù)，在45鋼表面制備了(Ti，W)C/Fe基表面復(fù)合材料，表面復(fù)合材料的相組成為(Ti，W)C和α-Fe，所合成的硬質(zhì)相(Ti，W)C顆粒在鐵基體中均勻分布。表面復(fù)合材料層與45鋼之間形成了良好的冶金結(jié)合。