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1、離子注滲碳化鑄耐磨材料離子滲碳化餌處理一一碳化鈣注滲鋼基高級耐磨合金產(chǎn)品（簡稱WCSA）性能WCSA（碳化鉤注滲鋼基合金）是采川高能離子使WC注滲到鋼基體內(nèi)，使表面形成耐磨性很高的碳化餌（WC）富集層和特殊的組織結(jié)構(gòu)。WC屬高硬陶瓷材料，硬而脆，除了作研磨材料外，WC很少玄接使用。20世紀20年代，科學家發(fā)明了以鉆粘結(jié)的WC基硬質(zhì)合金。作為刀具、模具、量具以及鉆具使用，其耐磨性為高速鋼15-20倍，實現(xiàn)了一次工具革命。當其它行業(yè)欲川碳化餌基硬質(zhì)合金為耐磨材料時，發(fā)現(xiàn)粉末冶金方法制造的硬質(zhì)合金，需要專門的
2、壓機和燒結(jié)爐，不可能制造岀丁程界期望的人尺寸和復雜形狀零部件。另外，硬質(zhì)合金耐磨性雖高，但韌性較差，脆性較高，價格較貴。這些因索使硬質(zhì)合金只在刀、量、模、鉆具中得到廣泛應用，在其它機械產(chǎn)品小則應用較少。為了把碩質(zhì)合金應用到其它機械產(chǎn)品屮，工稈界發(fā)展了碳化餌堆焊技術(shù)和鑲嵌技術(shù)，解決了部分血積較人或形狀復雜的零部件的表血抗磨問題。但堆焊碳化鉤工藝復雜，堆焊層表血粗糙度較高，堆焊層內(nèi)佇許多孔隙，使用屮易脫落；鑲嵌硬質(zhì)合金在使用屮，特別是用在運動狀態(tài)屮的耐磨零部件，也經(jīng)常發(fā)生因鑲嵌不牢，而提前脫落失效或損壞其他
3、機械零件的問題。北京永固運通表血合金科技有限公司在國內(nèi)外率先采用高能離子注滲技術(shù)，能在各種復雜形狀零部件的鋼基體上注滲進碳化磚，形成高耐磨的碳化磚注滲鋼基合金（WCSA）。WCSA屮碳化餌富集層達到0.3-0.5mm,碳化磚硬化層達到1.2-1.5mm。該合金具令高硬、高強、高韌、高耐磨性，是鋼的表面改性技術(shù)，機械零部件表血改性工藝技術(shù)的重要突破，填補了國內(nèi)外硬血耐磨材料的一項空門，具有國際先進水平。WCSA主要性能和性價比如下：1WCSA具令良好的綜合力學性能和很高的耐磨性碳化鉤注滲進鋼基體內(nèi)，形成冶
4、金結(jié)合，濃度成梯度變化，沒有宏觀界曲，形成特殊的組織結(jié)構(gòu)，其微觀組織特征詳見圖一。碳化鉤和鋼基體兩者優(yōu)勢互補，表血具有碳化鉤的高硬度、高耐磨性。而心部則保持了所選鋼基體原來的強度和韌性。由于鋼基體表層外來離子的轟擊和注入，在表層產(chǎn)生壓應力；無數(shù)外來離子進入表層內(nèi)，充填和釘扎在表層原存在的位錯、空位等缺陷處，又使普通鋼基體表層合金化和強化，這一切使表層的拉伸強度和抗疲勞性均有很人提高。在表面和心部間還存在一個性能漸變的梯度過渡層，有效地避免了性能突變時可能引起的材料破壞。表面硬度根據(jù)客戶要求以及被選擇的鋼
5、基體性能，可在HRC45-68之間變動。WCSA的硬度不是衡量耐磨性唯一?因素，軟鋼基體屮WC同樣具有耐磨性，只是比碩鋼基體耐磨性稍差一些。Q235鋼注滲WC后，其顯微碩度由表及里分布情況詳見圖二。在冶金，電力，建材等行業(yè)各種劇烈磨損T況下，WCSA屮的碳化鉤硬化層厚度只在1.2-1.5毫米之間，其礦度稍高于鋼基體硬化硬度。但實踐證明，WCSA的耐磨性能是鋼基體材料的幾倍到幾十倍。這是因為WCSA是由顆粒尺寸比納米還小數(shù)十倍的離子冶金而成，外來離子經(jīng)過電子交換后在鋼基體內(nèi)行的以晶體形式出現(xiàn)，有的則在晶體
6、屮某一個點陣中存在。WCSA抗磨主要是靠分布在鋼基體內(nèi)眾多微小的WC顆粒來實現(xiàn)，鋼基體表層的強度和硬度只是反映WC顆粒遭受磨擦時不致被磨損掉的支持能力。離子表面冶金后，在鋼基體表層內(nèi)WC顆粒尺寸微小，數(shù)量眾多，高度彌散，提高了鋼基體表層的強度和硬度，增強了對WC顆粒支持能力，WC木身高的抗磨木領(lǐng)得到了充分發(fā)揮，広觀表現(xiàn)出來的結(jié)果就是耐糜性很高。也可以說在基體表層形成了特殊組織的WC“盔甲”,有WC“盔甲”把關(guān)，由表及里的磨損則奈何不得！有關(guān)WCSA為什么具有如此高的耐磨性，還有待進一步從理論上加以系統(tǒng)研
7、究。1WCSA具有較高的紅?j性、熱強性和急冷急熱穩(wěn)定性WCSA在800°C以下溫度T作，不但熱強性好，而且硬度也高，耐磨性很好。為了進一步增加耐熱耐磨效果，還可在注滲WC過程中同時滲進耐熱成分，這些成份的含量可根據(jù)需要加以控制以達到增加熱強性，提高防氧化能力。由于WCSAWC及注滲的艮它成分在鋼基體內(nèi)是冶金結(jié)合，彌散分布，強韌結(jié)合。雖然兩考膨脹系數(shù)不同，但有梯度過渡層起緩沖作用，這一切就使WCSA具有在急冷急熱條件下長期服役的本領(lǐng)。WCSA使用在冶金燒結(jié)系統(tǒng)、高爐布料系統(tǒng)、軋鋼導衛(wèi)系統(tǒng)耐熱耐磨零部件，
8、電力和水泥等行業(yè)的燃燒器、沸騰爐爐管、煙道耐熱防磨寥部件等方曲，都取得了十分滿意的耐熱及抗磨效果。特別是處在急冷急熱工況下使用效果更佳。2WCSA工藝性好WCSA生產(chǎn)丁藝是：以鋼鐵為原材料，經(jīng)機械加工制造出各種零部件，通過高能離子注滲技術(shù)，使WC注滲進這些零部件的表層內(nèi)。產(chǎn)品形狀不受限制，T件尺寸范圍較寬，特人型零件可在注滲碳化鐺后進行焊接組裝;注滲工藝與熱噴涂、堆焊等T藝截然不同，在注滲時，T件表血粗糙度不受破壞；注滲在高能離子不斷轟擊下
