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炉中钎焊WC/Cu非光滑耐磨复合涂层制备工艺及耐磨性研究

徐德生;任露泉;王萍;邱小明

  在矿山机械和农业机械等的触土部件中,存在着严重的磨料磨损。采用仿生非光滑钎焊耐磨复合涂层技术可显著提高耐磨性。本文采用电阻炉加热、氩气保护工艺以BCu60Zn钎料和三种粒度(40/60、60/80、80/200目)的铸造WC颗粒在45钢表面制备了仿生非光滑WC/Cu钎焊耐磨复合涂层,用浮力法测试了复合涂层的孔隙度,在ML—100型销盘式磨损试验机上进行了两体静载磨料磨损试验(磨料为粒度150目SiC颗粒(水砂纸),试验载荷为15N,磨损行程49.6m,磨损速率为31.8m/min)。探讨了工艺因素、钎剂含量、WC粒度和质量百分含量等对复合涂层成型、孔隙度的影响以及WC粒度、质量百分含量等对复合涂层耐磨性的影响。试验结果表明:采用电阻炉加热工艺以BCu60Zn钎料和铸造WC颗粒制备WC/Cu复合涂层是可行的;当成型温度为910℃、钎剂含量为1%-2%wt时复合涂层成型好、孔隙度低,随WC颗粒含量增加,复合涂层孔隙度升高;用40/60目和60/80目WC颗粒制备的WC/Cu复合涂层孔隙度明显低于80/200目WC颗粒的复合涂层;WC/Cu复合涂层的耐磨性与WC质量百分含量和粒度有关,40/60目、60/80目WC颗粒复合涂层耐磨性明显优于80/200目WC颗粒复合涂层,当WC含量低于30%时随WC含量增加40/60目、60/80目WC颗粒复合涂层的耐磨性明显提高,当WC含量在40~60%wt时,40/60、60/80目WC涂层耐磨性均较高;以磨损失重为衡量耐磨性标准时,用质量百分含量为50%wt的40/60目WC颗粒制备的复合涂层的耐磨性分别是淬火45钢及高铬铸铁的6.9倍、2.7倍;铜锌钎料对钢的润湿性和填满间隙的能力好,在钎焊温度下能充分填充WC颗粒与钢之间的缝隙,WC/Cu仿生非光滑耐磨复合涂层与基体45钢之钎缝界面清晰、致密,为良好的冶金结合。……