離心機轉速對再生復合材料輥環組織和性能的影響

 周向陽   張太康   李昌林  覃靜  婁世菊  

  （中南大學冶金科學與工程學院，長沙410083）

    摘要：

利用廢舊輥環，通過重熔和轉速對再生復合材料輥環內層的組織的影響

    再生復合材料輥環內層組織為片狀貝氏體、短桿狀碳化物和石墨，見圖7、圖8。這是由于復合材料熔液在凝固末期，黏度較大，后來析出的少量碳化物不能象剛開始析出的碳化物那樣借助離心力作用遷移到外層而只能留在內部。由于留存下來的碳化物呈細條塊狀存在，而碳化物又是一種較脆、硬度較高的相，會增加基體的硬度，降低韌性。



    由圖7、圖8比較可知，由于離心機轉速的作用，當提高離心機轉速時，有更多的WC顆粒遷移出芯部基體，這就導致高轉速輥環內層的碳化物含量要明顯少于低轉速芯部基體；靠近外層的基體硬度比內層高，其韌性比內層低。

    結合前面輥環試樣性能分析可知，轉速為1 000 r/min的再生復合材料軋輥的組織與性能都要優于轉速為800 r/min的再生復合材料軋輥，轉速為1 000 r/min的再生復合材料輥環的外層和內層界面結合良好，各項性能均可以達到要求。

  3·結論   

    1）在轉速分別為800 r/min和1 000 r/min條件下，制備了由外層和內層組成的再生復合結構輥環，輥環的外層厚度達到了12~18 mm，無分層，內部裂紋等缺陷。

    2）轉速為800 r/min時制備的再生復合材料輥環外層和內層的沖擊韌性較好。轉速為1 000 r/min時制備的再生復合材料輥環試樣的復合層和芯部基體層的硬度較高。根據應用要求，兩種輥環的沖擊韌性都能達到要求，并且相差不大；提高離心機轉速，可以相應提高芯部基體和復合層的硬度，這樣更好延長使用壽命，節約成本。

    3）從復合層的組織觀察可知，轉速為1 000 r/min的再生復合材料軋輥復合層中的WC顆粒分布更均勻，體積分數更大，表面更為平整，復合層和基體結合良好。

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