用粉末冶金反应烧结的方法制备碳化钒颗粒增强钢结硬质合金,并借助于SEM和XRD,研究了(V-Fe合金+石墨)反应体系在不同温度、相同C/V比条件下碳化反应的过程,发现由于碳与钒之间很强的亲和力,从而大大降低了σ-(FeV)相的稳定性,促使其在比Fe-V二元相图低得多的温度就开始转变为固溶了大量钒的α-Fe,同时生成V8C7颗粒。当温度由700℃升高到810℃时,石墨和σ相的数量急剧下降,而V8C7的数量急剧增加。到840℃,钒的碳化反应基本结束。反应生成了由马氏体钢基体和大量的V8C7球状颗粒组成的钢结硬质合金。在重载干滑动磨损条件下,该材料显示了很好的耐磨性能。
阐述了新型高碳高钒高速钢的设计思想,重点论述了高碳高钒系高速钢组织形态、热处理工艺、变质处理对其耐磨性能的影响,总结了二次硬化相碳化钒形态分布、基体组织硬度是材料耐磨性能的关键;而组织 热处理工艺 变质处理 材料耐磨性能的内在变化规律还有待进一步深入研究,尤其是在高载荷下的变化规律更符合实际生产,有利于新型高速钢及早投入实际生产。
在数控机床刀具用W18Cr4V钢中添加不同含量的碳化钒和石墨烯,并进行耐磨损性能和热疲劳性能的测试与分析。结果表明,与单一添加相比,复合添加碳化钒和石墨烯对W18Cr4V钢耐磨损性能和热疲劳性能的改善效果更加显著。复合添加1.5%碳化钒和1.5%石墨烯使W18Cr4V钢的磨损体积减小81%,热疲劳裂纹级别从9级变为2级。