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摘 要：总结铸渗过程研究中的主要问题，指出铸渗过程及其应用的研究进展，讨论铸渗磨损层的化学组成、微观结构和性能类型，影响因素和性能结果。在此基础上，提出当前铸渗技术中的一些困难和问题，并展望铸渗表面耐磨材料的发展方向。
关键词：表面铸渗;耐磨材料;现状趋势
伴随中国经济的快速发展，钢铁耐磨材料在采矿，建筑材料、冶金、运输、煤炭和陶瓷等许多工业部门的生产中被消耗。据统计，2009年国内磨损状况和磨损状况消耗了钢铁耐磨材料，铸造材料超过350万吨。因此，新型高性能耐磨材料的开发以及减少钢耗和能源消耗是许多学科中大多数研究人员的共同目标。使用铸渗技术是减少磨损的一种方法。坚韧的材料可以与优异的耐磨性和硬度材料结合使用，以形成具有特定抗冲击性，高强度和出色耐磨性的金属基复合材料。另外，铸件渗透制造工艺简单，节省了生产成本，在成本条件下，零件的耐磨性得到了显着提高。从提高鑄件渗透表面的耐磨性入手，介绍了铸渗过程的形成机理，铸渗过程以及铸渗层的耐磨性。
一、铸渗层的形成机理
铸渗层的形成机理，混合所需的合金粉末和粘结剂以覆盖铸件的渗透腔，或将合金粉末预成型并将其附着到模具的特定位置，将热的熔融金属倒入粉末中并且，在预制块中，使用熔融金属在高温下与粉末的表面发生冶金反应，冷却固化后，在母材表面具有一定的厚度，特殊的组织和性能，形成浇铸渗透层。传统的渗透层是通过加热分解、吸附和扩散所需元素而形成的。不同之处在于，铸渗过程使用被渗透元素分离并分解的活性原子，在热熔融金属的作用下迁移至贱金属。它在内部扩散并进一步渗透到基材中，占据了形成固溶体P的有利位置。形成的最终扩散层比通过常规热扩散方法获得的最终扩散层厚，这是因为在金属液体中的扩散过程中渗透的原子遇到低电阻，低能量消耗和长扩散距离，这种铸造渗透和扩散的影响超出了其他传统热扩散方法的范围。
二、铸渗工艺方法
（一）消失模法铸渗
消失模铸造涉及均匀涂覆需要与增强颗粒合金化的聚苯乙烯泡沫材料样品模型的表面，将其放入模具中并用干砂填充。压力下浇注钢水的铸件渗透过程，优点是铸件的高精度和高质量，还可以优化工作环境并减少工人的繁重体力劳动。它还避免了孔和残留物的缺陷。由于这个原因，这种方法是众所周知的，它是一种“第三代建模方法”，是一种网络。通过消失模铸造法制备了SC、FeCr颗粒、WC、Fe-G颗粒增强的ZGMml13耐磨表面复合材料，结果显示其是普通锻锤的2.2至3.0倍的耐磨性。
（二）普通砂型铸渗法
普通砂模铸造渗透工艺是指直接混合所需的合金粉末、添加粘合剂、助溶剂和酒精，以恒定比例混合以制成糊状块，然后将其固定在砂模的指定位置。干燥后倒入，然后，浇注高温熔融金属以填充粉末和预制块的孔，并在高温下利用熔融金属和粉末表面之间的冶金反应，影响所需性能和铸件表面的铸造金属熔体。在通常的砂模浸渗方法中，混合合金粉末的糊料块被创建并施加到砂模的指定位置，因此糊料块本身的制造过程复杂，难以固定在砂模上，操作也复杂。大规模生产是困难的。此外，在通过常规的砂型渗透法形成的膜中，由于存在粘合剂、助溶剂、醇有机、无机物质等，在渗透层中很可能发生诸如气体和炉渣夹杂物的渗透缺陷。图1显示了形成铸渗合金层的过程。采用常规的砂浸法制备了高锰高碳铬铁铸件浸渗层。结果，铸造的浸渗层的厚度超过6mm，并且碳化物以菊花的形式分散在所获得的铸造的浸渗层的铸态结构中。在奥氏体基体中均匀分布的碳化物主要是Cr、C、FeC、CrC等。铸件渗层与ZG45钢基体冶金结合，致密且无孔，最大硬度达到HRC56良好的抛光性。
三、铸渗层的成分、组织和性能
在灰口铸铁的表面上制备高铬铸铁渗透层，并在铸层中形成强化相Cr和FeC的化合物。测试结果表明，铸渗层的显微硬度超过HV1200，耐磨性是基体样品的两倍。高铬铸铁金属的液体渗透真空负压将渗透陶瓷颗粒结合，制得陶瓷金属复合耐磨材料，结果铸态渗透层厚度达到35mm，是高铬铸铁材料的耐磨性2到6次。在这个阶段，用于铸渗表面的耐磨材料的发展方向是多样化的。例如，粉末合金颗粒、纳米合金颗粒，强化相和陶瓷颗粒均用于改善铸件渗透表面上耐磨材料的耐磨性。
四、发展与展望
伴随科学技术的进步，对耐磨材料的需求不断增长。耐磨材料不仅需要更好的耐磨性，而且还需要其他功能来适应特殊的工作条件，例如自润滑和耐磨性。材料，自愈耐磨材料，快速导热耐磨材料，超高温耐磨材料，高温防火耐磨材料，耐辐射耐磨材料和超级耐腐蚀耐磨材料。近期国内外研究陶瓷颗粒增强金属基耐磨复合材料以及其他适用于多孔ALO和厚大耐磨部件的陶瓷颗粒增强钢基表面复合材料研究热点首先是陶瓷颗粒增强金属基表面复合材料的制备。从铸造浸渍的耐磨材料的制备过程的观点来看，关键技术之一是减少或消除添加剂，例如粘合剂，以获得冶金结合和致密的表面复合层。努力的方向是提高复合层的密度，并使复合层的厚度大于20mmp，这是努力的方向，发展单平面表层渗透技术以发展弯曲等复杂表面渗透技术，这一领域的研发重点是困难的。
五、结语
综上所述，关于铸渗耐磨材料技术的应用，加强科研与生产之间的合作，升级生产设备，改善生产环境，在铸渗耐磨材料产业链中依靠产学研合作和自主创新来分解通用和关键技术，促进耐磨材料行业的整合与发展。
参考文献：
[1]王西. 高钒高耐磨合金铸渗层制备及耐磨性能研究[D].长江大学，2018.
[2]王西，魏世忠，吴修德，徐流杰.表面铸渗耐磨材料的现状及趋势[J].铸造，2018，67（01）：24-27.
[3]于淑苗. 消失模铸造钢基表面耐磨复合材料的研究[D].河北科技大学，2013.
作者简介：
陈星远（1998-），男，吉林省吉林市人，江苏科技大学本科在读，研究方向：材料科学与工程。
关键词：表面铸渗;耐磨材料;现状趋势
伴随中国经济的快速发展，钢铁耐磨材料在采矿，建筑材料、冶金、运输、煤炭和陶瓷等许多工业部门的生产中被消耗。据统计，2009年国内磨损状况和磨损状况消耗了钢铁耐磨材料，铸造材料超过350万吨。因此，新型高性能耐磨材料的开发以及减少钢耗和能源消耗是许多学科中大多数研究人员的共同目标。使用铸渗技术是减少磨损的一种方法。坚韧的材料可以与优异的耐磨性和硬度材料结合使用，以形成具有特定抗冲击性，高强度和出色耐磨性的金属基复合材料。另外，铸件渗透制造工艺简单，节省了生产成本，在成本条件下，零件的耐磨性得到了显着提高。从提高鑄件渗透表面的耐磨性入手，介绍了铸渗过程的形成机理，铸渗过程以及铸渗层的耐磨性。
一、铸渗层的形成机理
铸渗层的形成机理，混合所需的合金粉末和粘结剂以覆盖铸件的渗透腔，或将合金粉末预成型并将其附着到模具的特定位置，将热的熔融金属倒入粉末中并且，在预制块中，使用熔融金属在高温下与粉末的表面发生冶金反应，冷却固化后，在母材表面具有一定的厚度，特殊的组织和性能，形成浇铸渗透层。传统的渗透层是通过加热分解、吸附和扩散所需元素而形成的。不同之处在于，铸渗过程使用被渗透元素分离并分解的活性原子，在热熔融金属的作用下迁移至贱金属。它在内部扩散并进一步渗透到基材中，占据了形成固溶体P的有利位置。形成的最终扩散层比通过常规热扩散方法获得的最终扩散层厚，这是因为在金属液体中的扩散过程中渗透的原子遇到低电阻，低能量消耗和长扩散距离，这种铸造渗透和扩散的影响超出了其他传统热扩散方法的范围。
二、铸渗工艺方法
（一）消失模法铸渗
消失模铸造涉及均匀涂覆需要与增强颗粒合金化的聚苯乙烯泡沫材料样品模型的表面，将其放入模具中并用干砂填充。压力下浇注钢水的铸件渗透过程，优点是铸件的高精度和高质量，还可以优化工作环境并减少工人的繁重体力劳动。它还避免了孔和残留物的缺陷。由于这个原因，这种方法是众所周知的，它是一种“第三代建模方法”，是一种网络。通过消失模铸造法制备了SC、FeCr颗粒、WC、Fe-G颗粒增强的ZGMml13耐磨表面复合材料，结果显示其是普通锻锤的2.2至3.0倍的耐磨性。
（二）普通砂型铸渗法
普通砂模铸造渗透工艺是指直接混合所需的合金粉末、添加粘合剂、助溶剂和酒精，以恒定比例混合以制成糊状块，然后将其固定在砂模的指定位置。干燥后倒入，然后，浇注高温熔融金属以填充粉末和预制块的孔，并在高温下利用熔融金属和粉末表面之间的冶金反应，影响所需性能和铸件表面的铸造金属熔体。在通常的砂模浸渗方法中，混合合金粉末的糊料块被创建并施加到砂模的指定位置，因此糊料块本身的制造过程复杂，难以固定在砂模上，操作也复杂。大规模生产是困难的。此外，在通过常规的砂型渗透法形成的膜中，由于存在粘合剂、助溶剂、醇有机、无机物质等，在渗透层中很可能发生诸如气体和炉渣夹杂物的渗透缺陷。图1显示了形成铸渗合金层的过程。采用常规的砂浸法制备了高锰高碳铬铁铸件浸渗层。结果，铸造的浸渗层的厚度超过6mm，并且碳化物以菊花的形式分散在所获得的铸造的浸渗层的铸态结构中。在奥氏体基体中均匀分布的碳化物主要是Cr、C、FeC、CrC等。铸件渗层与ZG45钢基体冶金结合，致密且无孔，最大硬度达到HRC56良好的抛光性。
三、铸渗层的成分、组织和性能
在灰口铸铁的表面上制备高铬铸铁渗透层，并在铸层中形成强化相Cr和FeC的化合物。测试结果表明，铸渗层的显微硬度超过HV1200，耐磨性是基体样品的两倍。高铬铸铁金属的液体渗透真空负压将渗透陶瓷颗粒结合，制得陶瓷金属复合耐磨材料，结果铸态渗透层厚度达到35mm，是高铬铸铁材料的耐磨性2到6次。在这个阶段，用于铸渗表面的耐磨材料的发展方向是多样化的。例如，粉末合金颗粒、纳米合金颗粒，强化相和陶瓷颗粒均用于改善铸件渗透表面上耐磨材料的耐磨性。
四、发展与展望
伴随科学技术的进步，对耐磨材料的需求不断增长。耐磨材料不仅需要更好的耐磨性，而且还需要其他功能来适应特殊的工作条件，例如自润滑和耐磨性。材料，自愈耐磨材料，快速导热耐磨材料，超高温耐磨材料，高温防火耐磨材料，耐辐射耐磨材料和超级耐腐蚀耐磨材料。近期国内外研究陶瓷颗粒增强金属基耐磨复合材料以及其他适用于多孔ALO和厚大耐磨部件的陶瓷颗粒增强钢基表面复合材料研究热点首先是陶瓷颗粒增强金属基表面复合材料的制备。从铸造浸渍的耐磨材料的制备过程的观点来看，关键技术之一是减少或消除添加剂，例如粘合剂，以获得冶金结合和致密的表面复合层。努力的方向是提高复合层的密度，并使复合层的厚度大于20mmp，这是努力的方向，发展单平面表层渗透技术以发展弯曲等复杂表面渗透技术，这一领域的研发重点是困难的。
五、结语
综上所述，关于铸渗耐磨材料技术的应用，加强科研与生产之间的合作，升级生产设备，改善生产环境，在铸渗耐磨材料产业链中依靠产学研合作和自主创新来分解通用和关键技术，促进耐磨材料行业的整合与发展。
参考文献：
[1]王西. 高钒高耐磨合金铸渗层制备及耐磨性能研究[D].长江大学，2018.
[2]王西，魏世忠，吴修德，徐流杰.表面铸渗耐磨材料的现状及趋势[J].铸造，2018，67（01）：24-27.
[3]于淑苗. 消失模铸造钢基表面耐磨复合材料的研究[D].河北科技大学，2013.
作者简介：
陈星远（1998-），男，吉林省吉林市人，江苏科技大学本科在读，研究方向：材料科学与工程。