1.2　双金属复合材料的特点与应用

复合材料是20世纪材料科学方面的一大进展，其中铸造铁基复合材料以其独特的制造工艺、优越性能及较低的成本，引起人们的关注和重视[14～17]。目前，金属复合材料的制备方法较多，主要应用有表面堆焊、轧制复合、连续铸造、铸造复合等[18]。其中铸造复合法制备的产品性能稳定，成本相对较低，一直受到耐磨材料领域的广泛关注[19]。

20世纪80年代中期，焊接工艺和铸造复合方法制备的金属复合材料零件被广泛应用，以满足复杂工况和设备对产品的特殊需求[20，21]。双金属复合铸件发挥了两种材质的优点，有着良好的综合性能和较高的使用寿命，适应工况能力强，成本也较为低廉。随着双金属复合工艺的发展及材料性能的提升，拓展了双金属复合零部件的应用空间，在矿山机械中的应用较为常见，主要有各式破碎机用边护板、衬板、反击板、颚板等抗磨零部件，铸造复合工艺在各类耐磨产品上的应用越加广泛[22]。

实际生产中工况环境复杂，对金属复合材料不断提出更高的性能需求，但传统的单一材质金属难以满足实际工况对零部件硬度和韧性的同步需求。如果零件的工作面使用硬度高的材质，而非工作面使用易加工或韧性高的材质，制成同时具有高韧性高耐磨的零件，将会是工业发展所需要的[23]。利用金属复合工艺制备的复合材料将表层材料和基底材料结合在一起，零件可以根据应用环境提供不同性能。双金属由于其独特的物理性能和力学性能，作为一种先进的功能材料被广泛地应用到许多领域，可把相近的或不相近的材料连接在一起[24～26]。

耐磨产品工况条件恶劣，受到的剪切应力、冲击应力、挤压应力和疲劳应力交互作用，在选用制备材料时既要考虑到抗冲击能力，又要考虑到其优良的耐磨性能，实现性能与服役条件的匹配，从而提高复合材料的使用寿命。目前的金属材料复合方法较多，根据复合前金属材料的初始物理状态具体分为：固-固复合技术、固-液复合技术和液-液复合技术[27]。固-固复合技术是将金属A与B，采用某种方法连接为一体，连接方式通常以机械连接为主。固-液复合技术是将金属A预制成型，然后浇注液态金属B，从而将两种金属连接在一起，连接处以冶金结合为主。液-液复合技术是将金属A与B同时熔炼，同步或依次浇注，可以实现较大面积的冶金结合，但工艺较难控制，界面容易出现混料及夹杂。液-液复合技术发展至今主要凭个人经验、预试验来指导生产实践，导致了产品成品率低，相应的技术推广和应用前景不容乐观[8]。