D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1997.06.016 第19卷第6期 北京科技大学学报 Vol.19 No.6 1997年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1997 超声雾化沉积WC颗粒增强 高速钢复合材料的制备 张丽英)田海舸)黄倬)吴成义) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)北京有色金属研究总院粉末冶金研究所，北京100088 摘要就采用超音雾化沉积方法制备WC颗粒强化M2高速钢复合材料的可能性进行了探讨.用 光学显微镜，电镜，硬度计等研究了复合材料的组织结构及硬度性能.最终获得了性能优异的复 合材料. 关键词雾化沉积，颗粒强化，高速钢 中图分类号1F123.112 传统的高速钢俦态组织成分偏析严重，碳化物粗大而不均匀，因而需要多次大变形量的 反复锻造，工艺繁杂).超声雾化沉积M2高速钢的性能超过或达到传统锻造M2高速钢和粉 末冶金高速钢的水平.但限于M2高速钢本身合金成分固定，使得采用后期热处理等其他辅 助加工手段不能大幅度提高其硬度和耐磨性，为满足工业需要，尝试利用喷射成形制备M2 高速钢基的WC颗粒强化复合材料有重要意义，一方面能保持喷射成形高速钢良好的组织结 构2~引，另一方面加入硬度很高的WC颗粒以期大幅度提高硬度，增加材料的耐磨性，由于用 超音雾化沉积法制备这一复合材料在国内尚无人尝试，众多问题均属探索阶段，特别是M2 高速钢本身熔点达1480℃，沉积时间只有30~50s,在这样的高温短时沉积过程中，能否将 较高比例的WC顺利加入射流，以及加人后WC颗粒与基体之间能否形成致密的冶金结合、 WC与基体之间的物理相容性等问题成为初期探索性工作所关心的焦点. 本文试图就以上问题进行研究，初步探索用雾化沉积法制备WC颗粒强化高速钢复合材 料的可能性. 1实验内容与实验方法 1.1 设备、工艺参数及实验方法 超音雾化沉积设备示意图见文献[4].采用如下工艺参数制备WCM2复合材料：雾化气压 为0.4MPa,金属液流量为3.0kg/min,WC颗粒流量为0.6~3kg/min,喷射距离为210mm, 雾化气体为氨气. 雾化金属为M2高速钢，WC粉粒度为费氏粒度1.4μm,采用负压输送外环加人法，喷嘴 1997-01-20收稿第一作者女53岁副教授 ◆国家自然科学基金资助项目第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 笼 。 超声雾化沉积 颗粒增强 高速钢复合材料 的制备 张丽 英 田 海舫 黄 掉 吴成 义 ’ 北京科技大学材料科学 与工程学 院 ， 北京 北京有色金属 研究总院粉末 冶金研究 所 ， 北京 摘要 就采用超音雾化沉积方法制备 颗粒强化 高速钢复合材料 的可能性进行 了探讨 用 光学 显微镜 ， 电镜 ， 硬 度计等研究 了复合材料 的组 织 结构及 硬 度性 能 最 终获得 了性 能优异 的复 合材料 关健词 雾化沉积 ， 颗粒强 化 ， 高速钢 中图分类号 传统 的高速 钢铸态组 织 成分偏析严重 ， 碳化 物粗 大 而 不 均 匀 ， 因而 需要 多 次大 变形 量 的 反复锻造 ， 工艺繁杂川 超 声雾化沉积 高速钢 的性 能超 过 或 达到传统锻造 高速钢和 粉 末 冶金 高速钢 的水平 但 限于 高速 钢 本身合金 成分 固定 ， 使得 采用 后 期 热处理 等其 他 辅 助 加 工 手 段 不 能 大 幅度 提 高其硬 度 和 耐磨 性 为满足 工 业需 要 ， 尝 试利 用 喷射成 形 制 备 高速 钢基 的 颗粒强化复合材料有重要 意义 一方 面能保持喷射成形 高速钢 良好 的组织结 构 一 ’ ， 另一 方 面加人硬 度很 高 的 颗粒 以期大 幅度提 高硬 度 ， 增加材料 的耐磨性 由于 用 超 音 雾 化 沉 积 法 制备这 一复 合材 料 在 国 内 尚无 人 尝试 ， 众 多 问题 均 属 探 索 阶段 ， 特别 是 高速 钢本 身熔 点达 ℃ ， 沉 积 时 间只 有 一 ， 在这 样 的高温 短 时沉 积过 程 中 ， 能否 将 较高 比例 的 顺利加人射流 ， 以及加人 后 颗粒 与基 体之 间能否 形 成致 密的冶金 结合 、 与基体之 间 的物理相 容性 等 问题 成 为初期探 索性 工作所 关心 的焦点 本文 试 图就 以 上 问题进行研究 ， 初 步探 索用雾化沉积法制备 颗粒 强化高速钢复合材 料 的可 能性 实验 内容与实验方法 设备 、 工艺参数及 实验方法 超音雾化沉积设备示 意 图见 文 献〔 采用 如下 工 艺参数制备 复合材 料 雾化气压 为 州田 ， 金 属 液 流量 为 吨 而 ， 颗粒 流 量 为 一 ， 喷射距 离 为 ， 雾化气体为氮气 雾化金 属 为 高速 钢 ， 粉粒度 为费 氏粒度 卜 ， 采 用 负压输 送外 环加 人 法 ， 喷 嘴 一 一 收稿 第一作者 女 岁 副教授 国家 自然 科学基金资助项 目 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1997．06．016