碳化钛颗粒增强锰白铜基复合材料的制备与性能研究

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1、摘要本文采用真空烧结法以碳化钛超细粉和白口铸铁为原料制备了碳化钛增强颗粒(以碳和钛的化合物为主)。通过机械破碎制备出不同尺寸的碳化钛颗粒。利用能谱(EDAX)及X射线衍射(XRD)，分析了碳化钛颗粒的相构成。结果表明，所制备的碳化钛颗粒主要由碳和钛的化合物所构成，碳化钛细粉含量约为55wt％时出现峰值，其硬度可达72HRC，可以作为金属基复合材料的增强颗粒。采用真空热压烧结法以碳化钛为增强颗粒，锰白铜为基体(Cu-Ni．Mn)，制备了不同颗粒含量、不同颗粒尺寸的碳化钛颗粒增强锰白铜基复合材料。运用金相显微

2、镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)、等多种分析和测试手段，较系统地研究了增强颗粒的加入对复合材料微观组织、力学性能的影响。研究结果表明，Cu-Ni．Mn锰白铜合金和碳化钛颗粒之间具有良好的润湿性、较高的结合强度(剪切强度)，=者之间可以形成结合良好的界面；适当的增强颗粒尺寸和颗粒的加入量可以制备出致密的复合材料；对复合材料进行时效处理，使其基体得到强化，进一步提高了复合材料的力学性能。以不同粒度的SiC为磨料，在不同载荷条件下利用销一盘磨损试验机测试了复合材料的二体磨料磨损性能。磨损试验

3、结果表明，碳化钛颗粒增强锰白铜基复合材料具有较高的抗磨料磨损能力，且其耐磨性随着碳化钛颗粒体积分数和尺寸的增大而提高，尤其是在低载荷、细磨料磨损条件下，复合材料表现出更优越的耐磨性，与常见的高铬铸铁(Cr28)相比有大幅度的提高。复合材料的磨料磨损行为主要以犁削磨损为主。碳化钛颗粒增强锰白铜基复合材料是一种理想的抵抗磨料磨损材料。关键词：增强颗粒，复合材料，密度，磨料磨损，耐磨性AbstractInthisdissertation，vacuumhot-pressingliquidsinteringtech

4、nologyisusedtofabricatetheTiCparticulatereinforcedalloyCu-Ni-Mnmatrixmateria．1．Themicrostructure，mechanicalpropertiesaswell丛wearresistancehavebeenextensivelyinvestigatedusingopticalmicroscope(OM)，scanningelectronmicroscope(SEM)，X—raydiffractometer(XRD)and

5、othermodernequipments．Titaniumcarbidereinforcementisfabricatedfromultra-finepowderandtitaniumcarbideofwhiteironbyvacuumliquidphasesinteringtechnology嬲well弱strengthenedparticlesofdifferentsizebythemachinerybrokentechnology．Theimpactofreinforcementsonthecom

6、postemicostructureandmechanicalpropertiesisstudiedbyopticalmicroscope(OM)，scanningelectronmicrosocopy(SEM)，energyspectrumanalysis(ED处固andothermeansoftestingandanalysis．CompositesofCu-Ni—Mnalloyreinforcedwithdifferentvolumefractionanddifferentsizeofcasttit

7、aniumcarbideparticlesweremadebyvacuumhot-pressingliquidsinteringtechnology．thedensityofthecompositematerialandtheimpactofincreaseparticlesofdifferentcontent’anddifferentsizesonthedensityarestudiedthroughmicrostructureanalysis,Pinondisktwobodyabrasiontests

8、havebeenperformedunderdifferentwearcondition．Theresultsshowthatthewearresistanceincreaseswiththeparticlecontentandsize．Thecompositeshowsbetterweal"resistancethanhiglltitaniumeastironmaterialespeciallyinlOWloadandfin