耐热铸钢件表面铸渗结晶硅复合层技术的研究

摘要

复合铸造工艺很多，它们的共同之处就是将两种不同性能的材料结合起来，发挥各自优势，满足零件使用要求。但同一种金属材料往往难以同时承受高温和磨损作用。而采用铸造表面合金化的方法，既能保证心部具有良好的强韧性，又能满足表面所要求的特殊性能。 本课题为改善烧结机篦炉条的使用性能，提高其使用寿命，利用铸渗技术在铸钢件表面获得铸渗结晶硅复合层的试验研究。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)及显微硬度仪等分析手段，阐述了该铸钢件表面铸渗硅复合层的微观成分、组织及性能特点。 研究结果表明：ZG230—450母材表面铸渗结晶硅复合层是可能的，采用涂敷法进行铸渗时，先涂刷水玻璃粘结剂再涂刷结晶硅干粉所得渗层表面平整、无气孔、质量较好且复合层与母材结合面为机械结合型状态，直接用铸造的方法可在铸件表而形成同时具备耐热、耐蚀等优良综合性能的铁基表面复合材料。这是一种工艺简单，低成本且有广阔前途的新工艺。

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1铸件表面合金化技术的发展

1.2铸件表面合金化工艺

1.2.1普通砂型铸件表面合金化工艺

1.2.2负压铸件表面合金化工艺

1.2.3压力铸渗工艺

1.2.4离心铸渗工艺

1.3铸件表面合金化研究应用状况

1.4铸件表面合金化存在的问题及研究发展趋势

1.5常用耐热钢及其分类

1.5.1高温抗氧化性

1.5.2高温强度

1.5.3抗氧化钢

1.5.4热强钢的分类

1.6本课题研究的意义

1.6.1经济效益估算

1.7本课题研究内容

1.7.1炉蓖条表面铸渗结晶硅复合层工艺的制定

1.7.2铸渗结晶硅复合层的相结构及成分分布

1.7.3铸渗结晶硅复合层的性能

1.7.4共渗层形成机理探讨及热力学分析

2试验研究可行性分析及影响铸渗质量因素

2.1动力学条件

2.2热力学条件及其他条件

2.3铸渗质量及其影响因素

2.3.1浸润性

2.3.2熔剂

2.3.3粘结剂

2.3.4合金颗粒度

2.3.5浇注温度

2.3.6涂料层厚度

2.3.7其它因素

2.4实验方案及流程

3试验研究内容的条件与方法

3.1实验材料的选择

3.1.1基体金属的选择

3.1.2表面合金化材料的选择

3.1.3粘结剂的选择

3.2试验方法

3.2.1铸渗结晶硅复合层的制备工艺

3.2.2试样的切割及准备

3.3主要试验设备

4试验结果及分析

4.1不同铸渗工艺对合金化层表观质量的影响

4.1.1涂刷树脂酒精溶液和结晶硅粉混合物方法

4.1.2涂刷结晶硅干粉的方法

4.1.3先涂刷水玻璃再涂刷结晶硅干粉的方法

4.2铸渗结晶硅复合层金相组织及微区成分分析

4.2.1铸件铸态组织的形成过程的理论分析

4.2.2母材金相组织及微区成分分析

4.2.3界面金相组织及微区成分分析

4.2.4铸渗结晶硅复合层金相组织及微区成分分析

4.3铸渗层与母材的结合状态特征

4.4铸渗层的显微硬度分析

5铸渗层形成机理探讨

5.1铸渗技术机理分析

5.1.1无化学反应的铸渗机理

5.1.2反应铸渗机理

5.1.3笔者对铸渗技术机理的分析

5.2铸渗技术与化学热处理工艺的区别

6结论

7后续工作与展望

7.1后续工作

7.2展望

参考文献

硕士研究生期间发表的论文附录

致谢