常佳琦,常庆明,李 可,鲍思前,李亚伟,王庆虎

(1. 武汉科技大学材料与冶金学院,湖北 武汉,430081;2. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北 武汉,430081)

高炉风口前端因长期承受铁水高温氧化侵蚀以及煤粉高速冲刷磨损而极易损坏,频繁更换风口会导致炼铁成本大幅增加,在这种情况下,开发新型耐磨损风口衬套就显得尤为重要[1]。目前,为了保证良好的导热性,风口基体大多选用纯铜材质,同时,通过在风口内表面热喷涂陶瓷材料、堆焊耐磨合金层或镶嵌陶瓷材料来提高风口耐磨性以延长其使用寿命[2],不过,相关措施存在耐磨合金层过薄、工艺较复杂、复合层与基体结合强度不高从而易脱落等问题。SiC陶瓷增强Cu基复合材料的制备工艺简单且材料耐磨性能好,是一种较理想的高炉风口用材料,但该类陶瓷增强颗粒为单独个体,在摩擦作用下不断从金属基体中脱落,最终导致复合材料耐磨性能变差[3],针对这种情况,本课题组[4]以具有三维网络结构的SiC陶瓷为增强体,使用无压熔渗法于高炉风口内表面制备SiC陶瓷增强金属基复合材料,在所制复合材料中,具有三维网络结构的SiC陶瓷均匀地贯穿整个金属基体,可将外力分散到基体空间并保持陶瓷的完整结构,从而能较大程度地提高风口的耐磨性能[5-6]。然而,需要指出的是,陶瓷增强相与Cu基体间的润湿性差且界面结合力较弱[7-8],尤其当三维网络结构SiC陶瓷的孔隙率较低时,Cu与SiC间的低润湿性将会导致熔渗过程困难甚至难以熔渗充填。……