以鐵磷及鐵銅預合金粉......



以鐵磷及鐵銅預合金粉末的形式加入鐵，提高金屬基體以及金剛石/金屬復合材料的強度，提高對金剛石的把持力和耐磨性。1、實驗方法 采用小于75μm目的還原鐵粉和鞍鋼粉材廠生產(chǎn)的鐵銅預合金粉末（Fe-7.2Cu-0.8Sn-0.05其他）及鐵磷預合金粉末（Fe-0.51P-0.15C）為基礎粉末，按下列配方表配制基體成分：（體積分數(shù)）% 組別FeFe-PFe-CuCuNiCoSnWCA4
131.53016.57.57.161.4
231.5 3016.57.57.161.4
3 34.727.116.57.56.861.4
注：A4為自制母預合金粉末 采用熱壓法制備樣品，設備為直熱式熱壓機，石墨模具，熱壓在空氣中進行。溫度850-870℃，保溫時間4-6min，熱壓壓力為35Mpa。 采用HR-150A硬度計測定基體的硬度；在WE-10A液壓式萬能材料實驗機上測定三點抗彎強度，試樣尺寸為5×5×40mm；采用阿基米德法測量試樣密度；用自制磨損實驗機測試基體耐磨性。
結(jié)果如下：
基體材料相對密度：%抗彎強度：MPa硬度：HRC磨損率：復合材料強度：MPa
197.9118226.22.17994
299.6156721.81.251169
399.6132020.61.15997
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2、結(jié)論與分析 2.1預合金粉末能夠提高金屬基體密度、強度、耐磨性。
a、 Fe-Cu預合金粉末內(nèi)存在的Cu、Sn成分，當熱壓溫度高于其熔點時，在合金化的鐵粉內(nèi)部將生成液相，這有利于熱壓材料的致密化，使其密度達到99.6%。另外，由于銅的作用是強化鐵素體，使用合金化的粉末有利于合金元素的均勻化，充分發(fā)揮銅的固溶強化作用，使基體的抗彎強度提高。
b、 以Fe-P預合金粉末為基礎粉時，一方面，由于磷與鐵的原子半徑相差較大，形成間隙式固溶體起固溶強化作用。另一方面，磷的加入穩(wěn)定了α-Fe相，鐵在α-Fe相中高的擴散系數(shù)增加了燒結(jié)的致密化程度，使其密度達到99.6%。密度增加導致強度增加。
c、 由于Fe基預合金粉末的加入提高了基體的相對密度，使其更接近理論密度值，而基體的耐磨性與空隙度有關(guān)，密度低，空隙度就大，顆粒間的連接減弱，表面粗糙，耐磨性就低。因此，提高了基體的相對密度的同時，就提高了耐磨性。
2.2基礎粉末粒度對基體硬度的影響：降低顆粒尺寸有利于增加材料的硬度