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TiC钢结硬质合金结合了硬质合金的高硬度和钢的可加工性,表现出优异的综合性能,广泛地应用于锤头、磨辊和颚板等破碎装备消耗件的镶嵌强化工艺。随着破碎工况的日益复杂,对TiC钢结硬质合金的耐磨性和使用寿命提出了更高的要求。本课题通过向TiC钢结硬质合金添加不同含量的TiN,研究TiN对TiC/TiN钢结硬质合金组织和性能的影响,将优化的的硬质合金镶嵌到高锰钢颚板,研究了其硬质合金参数、镶嵌工艺和热处理工艺。通过金相组织分析、扫描电子显微镜分析、硬度测定、抗弯强度测定、磨损试验及磨损形貌观察,研究了TiN对TiC/TiN钢结硬质合金组织和性能的影响,结果表明:TiC/TiN钢结硬质合金中硬质相和粘结相界面分明,随着TiN含量的增加,TiC/TiN钢结硬质合金中硬质相细小颗粒的数目明显增多,组织分布更加均匀,粘结相分布更加连续;硬质合金的硬度和抗弯强度都是先增加后降低,这主要是因为TiN颗粒在晶界及相界处弥散分布,当材料发生变形时很好地阻止了位错运动,提高了TiC/TiN钢结硬质合金的性能,但当TiN超过3%时,会降低合金的致密性,使合金的力学性能下降。当TiN含量为3%时,合金具有较好的力学性能,硬度为87.0HRA,抗弯强度为1160MPa。通过扫描电镜观察磨损形貌,TiC/TiN钢结硬质合金中金属基体粘结相的磨损方式是犁沟和微观切削磨损,当粘结相磨损到一定程度时,硬质相颗粒承担耐磨作用,当TiN含量为3%时,耐磨性相对较好。优化的TiC/TiN钢结硬质合金镶嵌强化高锰钢颚板工艺为:将TiN含量为3%的锥棒状TiC/TiN钢结硬质合金预置在水玻璃砂型内,硬质合金与颚板齿部的体积比约为0.5~1.5:10,浇注温度为1450℃,颚板的热处理工艺为水韧处理。经水韧处理后高锰钢基体组织由奥氏体和少量碳化物组成,奥氏体晶粒细小,其硬度≥20HRC,抗拉强度σb≥750MPa,屈服强度σs≥450MPa,伸长率δ≥25%,冲击吸收能Ku2≥120J;硬质合金和高锰钢基体为机械结合,结合界面处高锰钢晶粒比较细小。TiC/TiN钢结硬质合金能够镶嵌到高锰钢颚板上,充分发挥硬质合金的高耐磨性和基体的高塑韧性,与普通颚板相比有较长的使用寿命,具有一定的经济效益。