耐热铸钢件表面铸渗结晶硅复合层技术的研究

论文摘要

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。

论文目录

• 提要
• ABSTRACT
• 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