放电等离子烧结WC/Fe复合材料摩擦磨损性能

张展展^1,2，陈蕴博¹，张洋¹，高克玮²，左玲立¹，祁晔思¹

1. 机械科学研究总院先进制造技术研究中心2. 北京科技大学材料科学与工程学院

摘 要：采用放电等离子烧结技术制备了WC质量分数为40%的WC/Fe复合材料,研究了不同烧结温度条件下WC/Fe复合材料的致密度、组织、硬度及干摩擦磨损性能。利用SEM和XRD分析了不同烧结温度条件下存在的物相;采用销-盘摩擦磨损试验机（盘试样选用⁸0μm的Al2O3砂纸,滑动距离约为950m）测量了马氏体耐磨钢和WC/Fe复合材料在不同载荷下相对磨损率;用SEM观察磨损形貌,确定WC/Fe复合材料的磨损机制。结果表明:烧结温度为1080℃时,WC/Fe复合材料实现完全致密,WC陶瓷颗粒均匀分布在基体中并与基体界面结合良好;随着WC/Fe复合材料完全致密化,其硬度及耐磨性能逐渐提高;WC/Fe复合材料的耐磨性能远优于马氏体耐磨钢。WC/Fe复合材料磨损机制主要为氧化磨损和磨粒磨损。在低载荷条件下,颗粒脱离基体造成氧化膜破裂,促使材料表面受损;较高载荷条件下,WC陶瓷颗粒破碎加速氧化膜破裂,加快了材料的磨损。

关键词：放电等离子烧结;WC;WC/Fe复合材料;微观组织;氧化磨损;磨粒磨损;