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钢的表面涂覆碳化物后的耐磨性之所以显著提高,主要取决于覆层的摩擦学特性。本文采用改进的液态扩散法,使试验用钢获得碳化钒覆层。采用销/盘磨损试验,系统地测定了不伺配副在不同载荷下非润滑滑动磨损的磨损率和摩擦系数。结果表明,碳化钒涂覆工具钢的起始高磨损率阶段甚短,在覆层失效前保持远低于淬火回火状态的稳态磨损率。其中销/盘都有碳化钒覆层的配副磨损率低,而淬火回火态高。试验配副的磨损率K与接触正应力σ均服从K=Aσ~n关系。涂覆碳化钒材料的摩擦系数显著低于淬火回火钢。磨损表面的SEM分析表明,试验用钢涂覆碳化钒、淬火回火状态的非润滑滑动磨损具有不同的分层磨损机理。
分别以BET粒度为0.15μm和0.23μm的碳化钨粉末与钴湿磨压制制备成WC-90%Co试样条,分别以Fsss粒度为1.0μm和1.5μm的碳化钒粉末与钴湿磨压制制备成VC-95%Co试样条。将以上四种试样条分别于1 100、1 150、1 200℃进行真空烧结,将烧结后的试样条研磨抛光后采用X衍射仪和扫描电镜研究碳化钨和碳化钒在固相钴中的固溶情况。研究结果表明:两种粒度的WC均于1 150℃逐渐溶解到Co中形成γ-固溶体,其固溶度随温度升高而增大,1 200℃固溶完全;两种粒度的VC粉末于1 100℃逐渐溶解到Co中形成γ-固溶体,1 150℃固溶完全。
通过对试样进行深度腐蚀,利用扫描电镜研究不同碳含量的V9Cr5Mo2高速钢中碳化物的三维形貌,并进一步讨论了碳化物的形态与合金凝固结晶过程的关系。结果表明,V9Cr5Mo2高速钢中碳化物主要由VC及以铬、钼为主的复合碳化物组成;共晶VC为枝晶状,先析出VC为不规则块状、开花状、卵石堆积状及团球状;以铬为主的复合碳化物为曲面板条状;富钼复合碳化物为鱼骨状。合金中含碳量1.6%时,碳化钒主要为共晶VC;碳含量为2.5%时,VC主要为大量共晶VC及部分不规则团块状、开花状的初生VC;碳含量为3.2%及4.2%时,VC为大量初生VC。随着含碳量的增加,VC的形态也由卵石堆积状向分散分布的团球状转变。
以工业级V2O5和碳黑为原料，添加少量Fe粉为烧结助剂，经过混料，压制成块然后进行烧结，碳氮化同时反应后制得高氮含量的致密化氮化钒合金。并利用XRD衍射仪，氧氮分析仪和密度测试等着重研究了反应温度对制备样品的相组成及其组成成分和块体密度的影响。结果表明：产品的氮含量在1100～1250℃温度范围内随着反应温度的升高而降低，而合金块体密度一直增大。