[发明专利]一种TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板

说明书

为了改善硬质合金的硬度、耐磨性，制备了一种TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板。采用TiC硬质合金和中碳钢板材、具有珠光体组织的碳钢粉末为原料，TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板，TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板界面上有一断续的过渡层，层厚约10μm，层内为纳米晶，该层组成相主要为铁素体、少量奥氏体和TiC。在近界面钢一侧可以看到明显的流线状组织特征，该区原铁素体转变成板条状马氏体，珠光体层片间距减小，呈流线分布。所制得的TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的TiC硬质合金/碳钢复合板提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种硬质合金材料，尤其涉及一种TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板。

背景技术

硬质合金是由1种或多种高硬度、高模量的间隙化合物(通常是WC与过渡金属Fe、Co、Ni或其合金)组成的复合材料，WC-Co硬质合金以其硬度高、红硬性高、抗压强度高、耐磨性好，耐蚀性与抗氧化性良好，广泛应用于切削刀具、矿用工具、模具、量具、耐磨零件以及机械密封等工业领域，被称为“现代工业的牙齿”。 硬质合金属于脆性材料，硬度和强度即耐磨性和韧性之间的矛盾一直是困扰其发展的主要因素。

TiC浅灰色，立方晶系，不溶于水，具有很高的化学稳定性，与盐酸、硫酸几乎不起化学反应，但能够溶解于王水，硝酸，以及氢氟酸中，还溶于碱性氧化物的溶液中。TiC是具有金属光泽的铁灰色晶体,属于NaCl型面心立方结构,晶格常数为0.4329nm,空间群为Fm3m,在晶格位置上碳原子与钛原子是等价的,TiC原子间以很强的共价键结合,具有类似金属的若干特性,如高的熔点、沸点和硬度,硬度仅次于金刚石,有良好的导热和导电性,在温度极低时甚至表现出超导性。因此,TiC被广泛用于制造金属陶瓷,耐热合金、硬质合金、抗磨材料、高温辐射材料以及其它高温真空器件,用其制备的复相材料在机械加工、冶金矿产、航天和聚变堆等领域有着广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是为了改善硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板的制备原料包括：TiC硬质合金和中碳钢板材，具有珠光体组织的碳钢粉末。

TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板的制备步骤为：中碳钢做基板，TiC做复板。复板和基板间隔一定距离，复板上铺设炸药，采用一端起爆法，焊接而成。从焊接后的复合板上沿爆轰方向且垂直于焊接界面切取块状试样和0.3mm的薄片。

TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板的检测步骤为：界面显微组织采用扫描电镜观察，元素分布采用X射线能谱仪分析，采用透射电镜观察界面显微组织以及进行相结构分析。

所述的TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板，TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板界面上有一断续的过渡层，层厚约10μm，层内为纳米晶，该层组成相主要为铁素体、少量奥氏体和TiC。

所述的TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板，两种材料的组成元素在界面附近发生了互扩散，跨越界面扩散最明显的元素为Ti，向钢一侧的扩散距离约15μm。

所述的TiC硬质合金/碳钢爆炸焊接复合板，在近界面钢一侧可以看到明显的流线状组织特征，该区原铁素体转变成板条状马氏体，珠光体层片间距减小，呈流线分布。

本发明的有益效果是：