沖蝕磨損為材料受到小而松散的流動粒子沖擊時表面出現破壞的一類磨損,粒子一般小于1000 μm,沖擊速度在550 m/s以內[1,2]
在電力、礦山、水泥等行業,沖蝕磨損普遍存在,帶來了不可估量的經濟損失
在電力、礦山和水泥等領域,用于制造高效、長壽命粉磨設備的高鉻鑄鐵和高錳鋼等不僅依賴Cr、Mo、Ni等稀有元素,其耐磨性能也不高[3]
陶瓷/金屬復合材料綜合了陶瓷的高硬度和金屬強韌性
制造陶瓷顆粒增強金屬復合材料需要Al2O3、ZTA[4]、SiC、WC、TiC等陶瓷顆粒,其基體主要有高鉻鑄鐵[5,6]、耐磨鋼等金屬材料;制備工藝有粉末冶金法、真空浸滲法和擠壓鑄造法
用粉末冶金法制備的WC、TiC金屬陶瓷因成本的限制主要應用在刀具和鉆具等領域;用真空浸滲法制備的ZTA陶瓷顆粒增強高鉻鑄鐵磨輥磨盤在各電廠的粉磨設備上獲得了應用,并取得了良好的經濟效益
但是,在陶瓷顆粒增強金屬復合材料中金屬陶瓷界面的結合較弱,使陶瓷顆粒容易剝落;過高的工作溫度使金屬軟化,導致陶瓷顆粒增強效果減弱直至消失
SiC泡沫陶瓷/球墨鑄鐵三維雙連續相復合材料是一種SiC泡沫陶瓷整體增強球墨鑄鐵的復合材料
其中的陶瓷相與金屬相之間形成了相互貫穿和相互支撐的三維聯通網絡
三維空間中的每一個相都是連通的,這種結構有助于最大限度的保留和利用兩相的優勢
通過陶瓷相和金屬相的人工設計可以使復合材料兼具低膨脹系數、高強度、良好的耐磨性[7,8,9,10]和優異的強韌性[11,12],比傳統的耐磨材料有明顯的優勢[13,14]
杜奇等[15]研究了Si3N4/1Cr18Ni9Ti雙連續相復合材料的泥漿沖蝕性能,發現Si3N4/1Cr18Ni9Ti雙連續相復合材料因Si3N4泡沫陶瓷的保護作用比1Cr18Ni9Ti不銹鋼具有更好的耐沖蝕性
陳亮[16]研究了用常壓澆注法制備的SiC/Fe基雙連續相復合材料并研究其摩擦性能
結果表明:SiC/Fe基雙連續相復合材料的耐磨性能是鑄鐵的2.1~7.9倍
本文以球墨鑄鐵作為基體相以SiC泡沫陶瓷為約束骨架,利用擠壓鑄造工藝制備出SiC泡沫陶瓷/球墨鑄鐵雙連續復合材料,同時制備了SiC陶瓷顆粒/球墨鑄鐵復合材料
對比研究了DI、SiCfoam/DI、SiCp/DI等復合材料的耐沖蝕性能,以期為SiCfoam/DI復合材料在工程中的應用提供實驗基礎
1 實驗材料、
聲明:
“SiC泡沫陶瓷/球墨鑄鐵雙連續相復合材料的氣固兩相流沖蝕性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)