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本文介绍了将自蔓延高温合成SHS法与真空消失模铸渗V-EPC工艺相结合制备TiB2颗粒增强45钢基表面复合材料的研究。首先,将合金粉末与适量的粘结剂、助熔剂混合均匀,然后用40MPa的压力压成尺寸为Ф30×5mm的预制块。待其干燥后,将之与EPS模样粘结在一起,再涂挂消失模防粘砂涂料(厚度12mm),并在低于50℃的温度下烘干。之后,将EPS模样块置于沙箱内,浇注45钢,利用45钢的高温钢液引发预制块的SHS反应,生成TiB2颗粒增强45钢基表面复合材料。复合层内增强颗粒是在SHS反应中原位生成的,解决了增强颗粒与钢液润湿性差的问题。所以,制得的复合材料界面洁净,组织无明显缺陷,增强颗粒在组织中均匀分布。论文研究了两个SHS反应体系:(1)(B-Fe)-(Ti-Fe)-(Cr-Fe)体系。该体系预制块由硼铁粉、钛铁粉和铬铁粉组成;(2)Ti-B4C-(Ti-Fe)体系。该体系由钛粉、碳化硼粉和钛铁粉组成。在(B-Fe)-(Ti-Fe)-(Cr-Fe)体系中研究了合金粉末配比中钛铁粉加入量、相对厚度对表面复合层质量及显微组织的影响;在Ti-B4C-(Ti-Fe)体系中研究了合金粉末配比中钛铁粉加入量、Ti粉粒度、B4C粉粒度、相对厚度及热处理工艺对表面复合层质量及显微组织的影响。利用金相显微镜、SEM、EDS和XRD等现代分析手段研究了复合层的显微组织结构和相组成,测试了表面复合材料的显微硬度,通过对显微组织的观察分析及复合层显微硬度分布规律的分析,阐述了复合层显微组织的变化规律。结果表明:在(B-Fe)-(Ti-Fe)-(Cr-Fe)体系中,生成的TiB2颗粒均匀分布于复合层基体上,但数量较少;预制块中钛铁粉的引入,增加了SHS的反应温度,并且,随着钛铁粉加入量的增加,复合层和过渡层的质量得到了显著改善;随着相对厚度δ的增加,复合材料的组织致密性得到改善,宏观缺陷减少,当δ=9时复合材料质量最佳。在Ti-B4C-(Ti-Fe)体系中,组织观察和分析表明:复合层内形成了大量的1~2μm的TiB2和TiC增强颗粒,它们均匀分布于复合层基体上。钛铁粉加入量和相对厚度对表面复合层质量及显微组织的影响与(B-Fe)-(Ti-Fe)-(Cr-Fe)体系一致;Ti粉粒度对Fe-Ti液相形成过程有影响,而对Fe-Ti液相与B4C反应生成的TiB2和TiC颗粒尺寸影响较小;B4C粉末的粒度对SHS反应影响较大,B-4C粉末粒度越大,SHS反应越难以点燃,燃烧温度越低;经过热处理后,生成的TiB2和TiC颗粒数量趋向减少、尺寸减小,形貌也发生了改变。