c-BN仿生耐磨复合材料的微观结构和耐磨性能

吉林大学学报(工学版) ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (01): 73-0077.

c-BN仿生耐磨复合材料的微观结构和耐磨性能

卢广林¹,邱小明², 白杨²,伦辛杰²,邓宝清³,任露泉¹

1.吉林大学　工程仿生教育部重点实验室,长春　130022；2.吉林大学　材料科学与工程学院,长春　130022；
3.吉林大学珠海学院|广州珠海 519041

收稿日期:2010-08-20 出版日期:2011-01-01 发布日期:2011-01-01
通讯作者: 卢广林(1964-)，男，博士研究生.研究方向:仿生技术与材料.E-mail:Luguangl@sina.com E-mail:Luguangl@sina.com
作者简介:卢广林(1964-),男,博士研究生.研究方向:仿生技术与材料.E-mail:Luguangl@sina.com
基金资助:
国家自然科学基金重点项目（50635030）;吉林省科技发展基金项目(20070309)

Microstructure and performance of c-BN bionic wearresistant composites

LU Guang-lin¹, QIU Xiao-ming², BAI Yang², LUN Xin-jie²|DENG Bao-qing³| REN Lu-quan¹

1.Key Laboratory for TerrainMachine Bionics Engineering, Ministry of Education|Jilin University, Changchun 130022, China; |2.College of Material Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China； 3.Zhuhai College|Jilin University|Zhuhai 519041|China

Received:2010-08-20 Online:2011-01-01 Published:2011-01-01

摘要/Abstract

摘要：

采用SPS技术制备出多尺度的c-BN仿生耐磨复合材料，应用图像分析仪、SEM和XRD分析c-BN仿生耐磨复合材料的微观组织。研究结果表明，Cu基合金对c-BN单晶颗粒具有良好的润湿性能，界面结合致密，在界面处形成反应层。微观分析表明，Cu基合金中的Ti向c-BN单晶颗粒表面富集，并与N和B元素发生作用，形成TiB2和TiN，实现Cu基合金与c-BN单晶颗粒的化学冶金结合。磨损过程中高硬度的c-BN颗粒相对突起，形成非光滑表面，抵抗磨粒的磨损。c-BN仿生耐磨复合材料的耐磨性为同等条件下淬火45钢的14.73倍。

关键词: 复合材料, 耐磨性, 微观组织, 放电等离子烧结

Abstract:

Multiple degrees cBN bionic wearresistant composites were prepared by spark plasma sintering. The microstructure of the composites was investigated by means of image analyzer, scanning electron microscope (SEM) and Xray diffraction (XRD) analysis. The results show that Cubased alloy exhibits good wettability to cBN monocrystal grains. The interface of Cubased alloy /cBN was compact and a reaction layer is formed between them. Microanalyses have shown Ti in Cubased alloy transferred preferentially to the surface of the cBN monocrystal grains and reacted with N and B elements forming TiB2 and TiN near the interface, which realized metallurgical bonding between Cubased alloy and cBN monocrystal grains. In the process of abrasion, relative protuberance of cBN grains formed nonsmooth surface, which resist wear of abrasion grains. The abrasion performance of the cBN bionic wearresistant composites is 14.73 times of which of quenching 45 steel in equivalent condition.

Key words: composite materials, wear resistance, microstructure, spark plasma sintering

中图分类号:

TG454

卢广林,邱小明, 白杨,伦辛杰,邓宝清,任露泉. c-BN仿生耐磨复合材料的微观结构和耐磨性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(01): 73-0077.

LU Guang-lin, QIU Xiao-ming, BAI Yang, LUN Xin-jie|DENG Bao-qing,REN Lu-qu. Microstructure and performance of c-BN bionic wearresistant composites[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(01): 73-0077.

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