离心机转速对再生复合材料辊环组织和性能的影响

    关键词：

辊环；再生复合材料；离心铸造；力学性能；微观组织
    辊环是轧钢厂的主要消耗部件，长期处于高温、高负荷、高速度的恶劣条件下，要有良好的抗断裂性能，表面应具有良好的耐磨、耐热性能[1-2]。WCP/Fe-C复合材料辊环在性能上和硬质合金辊环基本一致，但降低了近50%的材料成本[3-4]。1990年日本学者福井泰好提出的离心铸造法制备复合材料辊环，力学性能优势明显，生产工艺简便。目前，用于制造辊环的材料较为昂贵，并且其利用率仅为30%左右，如果能实现废弃复合材料辊环的回收利用，将会节省大量成本[5]。已经有许多工作者以废弃辊环为原料，通过离心法来制备了碳化钨颗粒增强Fe-C基复合结构辊环。因为WC增强基颗粒的分布、基体和复合层的结合状况都与离心机转速有很大关系，而有关离心机转速对辊环组织和性能的影响发面的报道较少，因而本文通过不同的离心机转速制备了再生复合材料辊环，系统考察了离心机转速对WC增强颗粒的分布、辊环微观组织和辊环力学性能的影响。

    实验过程中采用废旧复合材料轧辊做原材料，以Fe为基体，其它基本成分如表1所示。

    实验样品的制备方法参照文献[6]，具体的步骤是：将回收的废旧复合材料轧辊经预处理后放入50kg中频炉中，在熔渣保护下进行重熔，拔掉旧渣后加入40~100目的WC增强颗粒进行熔化，然后浇入旋转的离心机模具内，离心机转速分别取800 r/min和1 000 r/min，在离心场下制成由WC增强颗粒大量分布的外层和Fe-C合金内层组成的复合结构辊环。采用线切割方法从不同转速制备的两个再生复合材料辊环上截取外层和内层的试样，试样尺寸为：10 mm×10 mm×70 mm。
    冲击实验在JB-5型摆锤式冲击试验机上上进行，硬度测定在HR-150A洛氏硬度计上进行。再生复合材料辊环金相试样分别从两个轧辊的外层和内层切取，制备出合格的金相试样，采用光镜和型号为JSM-5610LV扫描电子显微镜对再生复合材料辊环的组织以及冲击断口进行拍照与微观分析。
   

 2·结果与讨论
    2.1再生复合材料辊环的外观

    图1为离心机转速为800 r/min和1 000 r/min时制备的两个再生复合材料辊环。再生复合材料辊环有12~18 mm厚的复合材料层，相比之下，转速为1 000 r/min时制备的再生复合材料辊环，其外层厚度小于转速为800 r/min时制备的再生复合材料辊环。可见，离心机转速对再生复合材料辊环外层厚度有明显影响，并会影响其机械性能。

 2.2转速对复合材料辊环的力学性能的影响

 2.3离心机转速对再生复合材料辊环外层组织的影响

 2.4再生复合材料辊环复合层与基体界面组织分析

2.5离心机转速对再生复合材料辊环内层的组织的影响

  3·结论   

参考文献