經 測 試 , 硬 質 合 金 鑲 鑄 以 前 的 硬 度 為

HRC62 —65 ,與高錳鋼鑲鑄并經水韌處理以后 , 對試

樣表面進行硬度測試表明 ,硬質合金中間區域硬度基

本保持不變(HRC60),但在其與高錳鋼結合的附近區

域,硬度下降到HRC58 , 而且在高錳鋼一側靠近硬質

合金區域的硬度(HRC :30 ～ 60)也比遠離硬質合金的

高錳鋼硬度(22 ～ 24)高得多 ,說明在高錳鋼與硬質合

金的結合部材質的硬度出現 1 個介于 2 種材質硬度之

間的過渡區,這是由于高錳鋼與硬質合金互相滲透的

結果 。為了更好地檢查 2 種材質界面的結合狀況 ,在鑲

鑄結合處切取了金相試樣,拋光后用電子探針對結合界面附近顯微組織進行分析。 硬質合金的基體與高錳鋼結合得很好 ,看不到結合處,即高錳鋼與硬質

合金基體是熔為一體的。在高錳鋼一側可看到稀疏分

布著TiC顆粒的區域。即硬質合金中的硬質相TiC部

分地從硬質合金一側漂移到高錳鋼一側 , 這是由于在

鑲鑄過程中,高錳鋼液熔化了硬質合金表面基體, 使得

表面部分硬質相TiC向高錳鋼液漂移 , 冷卻凝固后 ,這

些TiC顆粒就隨機地固定在高錳鋼中 。為了更好地說明 2 種材質鑲鑄界面的結合狀況,

在結合處做了某個視場Ti元素的面分布 ,在硬質合金一側 , 富集著Ti元素的特征 X 射線像,在高錳鋼一側靠近界面區域也有 Ti 元素的特征 X射線像,說明在高錳鋼 1 側有Ti元素存在, 這是由于鑲鑄時 2 種材質呈冶金結合, 硬質合金中的TiC向高錳鋼一側漂移 ,熱處理時 , TiC 中的 Ti 元素向高錳鋼擴散。由此可以看出 , TiC顆粒與高錳鋼是非常牢固地結合在一起的。上述實驗結果表明 , 硬質合金與高錳鋼鑲鑄為冶金結合。 2 種材質鑲鑄的界面不管是硬度, 還是組織、結構及元素的分布都出現了 1 個過渡區 , 使得硬質合金非常牢固地鑲鑄在高錳鋼中。在使用過程中 ,高硬度的硬質合金起著抵抗材料磨損的作用, 從而大大提高材質的使用壽命 。3 現場使用為了考查鑲鑄高錳鋼的使用性能, 又在錘式破碎機錘頭易磨損面鑲鑄多個圓柱型硬質合金。鑲鑄前先把硬質合金( 25 mm ×40 mm)用 砂布打磨干凈, 在每個硬質合金1 端焊上 1 個鐵釘 , 鐵釘

另 1 端插入砂型 , 從而使硬質合金固定在型腔中 。澆注

后,硬質合金就鑲鑄在高錳鋼中 。用上述方法制造的錘頭在廣東順德鴻運石場使用,該石場破碎的物料是用于高速公路的硬石頭, 使用壽命為20 d 。而原使用的高錳鋼錘頭壽命僅為7 d , 鑲鑄錘頭的成本與高錳鋼錘頭比只增加 30 %, 顯示了鑲鑄錘頭良好的經濟效益和社會效益 。4 結論

(1)高錳鋼基硬質合金和高錳鋼鑲鑄的界面呈冶

金結合。前者的基體與后者熔為一體;看不到界面 ;前

者的硬質相TiC部分地漂移到后者一側;且硬質相中

Ti 元素也部分地擴散到高錳鋼中。

(2)鑲鑄硬質合金錘頭的工藝簡單 ,易于掌握 。

(3)鑲鑄硬質合金的高錳鋼錘頭壽命約為高錳鋼

錘頭的 3-4 倍,而成本只提高 35 %。