高密度钨合金的表面渗碳处理研究

  采用固体渗碳的方法对高密度钨合金进行了表面渗碳处理,通过显微观测、能谱分析、X射线检测等分析手段对渗层进行了检测。结果表明试样在固体渗碳剂中经过950 ℃保温5 h 的渗碳处理,可以获得两层渗层组织。其中表层为170～200μm 深的W2C 渗层,其显微硬度值由HV388 提高到HV525 ,表明钨合金的表面渗碳可以有效地提高其表面硬度。次表层的显微组织表明该层中W 颗粒没有明显的变化,碳化物主要存在于粘结相中。

　高密度钨合金由于其密度高,强韧性好而被用来做动能穿甲弹的弹芯材料。近年来,国内外研究人员已通过多种强化手段来进一步提高其穿甲威力。研究表明[1 ] ,钨合金的表面渗碳可以有效提高其表面硬度,使弹芯在高速冲击下表面易于碎裂从而提高其自锐性能,提高穿甲能力。本文旨在利用固体渗碳的方法对钨合金进行渗碳处理,对其渗层的组织结构性能进行检测分析。

1) 93WNiFe 合金采用固体渗碳的方法经过950 ℃保温5 h 的渗碳处理,可以获得明显的渗层组织,渗层分为表层和次表层两层。
2) 渗层表层厚度大致为170～200μm ,该渗层中W 颗粒的表面与C 生成W2C ,次表层中W 颗粒没有明显的变化,碳化物主要存在于粘结相中。
3) 93WNiFe 合金的渗碳层表层中主要含有W的碳化物W2C、粘结相和未反应的W ,碳化物存在于W 颗粒的表面,其含量随着距表面距离的增加而减少。
4) 渗碳处理可使93WNiFe 合金表面硬度显著提高,其硬度值由HV388 提高到HV525 ,起到了表面硬化的作用。