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为了发挥灰铸铁和SiC陶瓷的各自优点,本研究采用负压铸渗法制备了SiC颗粒增强铸铁基表面复合材料,分析了SiC预制体膏块的组配对复合材料复合层质量的影响,并确定了最佳的组配方案。通过使用自制的浆料射流式冲蚀磨损试验机,对SiCp/铸铁表面复合材料、基材HT150等材料的浆料冲蚀磨损性能进行研究,之后分析以上材料的冲蚀磨损机理。
此项试验采用负压铸渗技术,将HT150作为基体,560μmSiC颗粒作为增强体,2%粘土与2%水混合作为粘结剂,取浓度均为2%氟化钠、2%硼酸和2%硅粉为添加剂,在SiC颗粒涂层为3mm而铸件厚度为15mm时可以得到结合良好的SiCp/铸铁表面复合材料。SiC颗粒分布均匀,无聚集成团现象,每个SiC颗粒周围充满基体,复合层界面呈冶金结合。
SiCp/铸铁表面复合材料的冲蚀磨损试验表明:复合材料的冲蚀磨损率在300冲蚀角时的冲蚀磨损率最小,在600冲蚀角时最大。磨损率在300~600冲蚀角时随着角度的增大而增大,在600~900冲蚀角时随着角度的增大而减小。小角度时,复合材料的冲蚀磨损机理为浆料中石英砂粒子对材料表面的切削和犁削作用;在高角度时,复合材料的冲蚀磨损机理为冲击断裂和切削,但由于此时基体对颗粒的“支撑作用”和颗粒对材料的“保护作用”的共同影响,使得复合材料的磨损率随着冲蚀角度的增大反而降低。
HT150的冲蚀磨损性能随冲蚀角度的增大而增大,在900达到峰值。表现出了典型了脆性材料在浆料冲蚀磨损过程中的冲蚀磨损特征。