烧结温度对钴基耐磨合金微观组织和性能的影响

梁锦奎¹，侯星宇²，崔宇¹，张洪宇²，张卫兵³，夏艳萍³，孙元²，金涛²

1. 西安航空动力控制科技有限公司2. 中国科学院金属研究所3. 株洲硬质合金集团有限公司

摘 要：在真空环境下采用粉末冶金法制备碳化物增强钴基耐磨合金,利用扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）、电子探针显微分析仪（electron probe microanalyzer,EPMA）、X射线衍射仪（X-ray diffractometer,XRD）等设备观察和分析烧结温度对合金微观组织的影响,研究了增强相的物相及其形成机制。研究结果表明:粉末冶金法制备的钴基耐磨合金基体由面心立方（face center cubic,FCC）结构的γ-Co和密排六方（hexagonal closed-packed,HCP）结构的ε-Co相组成,增强相为M6C和M₂₃C₆型碳化物。当固相烧结温度为1250℃时,块状M6C型碳化物和颗粒状M₂₃C₆型碳化物弥散分布于基体中;当烧结温度升高至1340℃,M6C型碳化物呈尖锐的棱角状,平均尺寸大于30μm,颗粒状M₂₃C₆消失;烧结温度继续升高至1360℃,M6C型碳化物呈骨架状,ε-Co相消失。对合金的力学性能测试结果表明,当烧结温度为1270℃时,钴基合金的综合性能最佳,硬度大于HRC 60,抗压强度为1921 MPa,抗拉强度为203 MPa,摩擦系数为0.561。

关键词：钴基合金;耐磨材料;粉末冶金;微观组织;力学性能;