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激光熔覆制备SiCpCu梯度功能复合材料精品
摘要
激光熔覆制备SiC/Cu梯度功能复合材料p
摘要
SiC/Cu梯度功能材料作为一种新型的功能材料,不仅具有基体铜的优异性能而且
p
具备增强相SiC 的优异性能,在航空航天、电力机车等领域具有广阔的应用前景。p
本文采用化学镀法对SiC 进行表面处理,制备出铜包覆SiC 的复合粉末;应用扫p p
描电子显微镜 (SEM)和能谱分析仪 (EDS),研究了还原剂含量、镀液温度、镀液pH
值、反应时间和络合剂的含量对镀层的影响。以铜包覆SiC 复合粉末与663青铜粉混合p
粉末为原料,应用激光溶覆法制备SiC/Cu梯度功能复合材料涂层,采用能谱分析仪p
(EDS)与X-ray衍射仪 (XRD)对梯度复合材料进行了物相分析,并采用多功能表面
性能测试仪和磨损试验机对其硬度、摩擦磨损性能进行表征。得出以下结论:
1 pH
()随还原剂含量增加、温度升高、 值升高、反应时间加长、络合剂含量增加,
镀覆效果先变好后变差,化学镀镀液中其他成分的变化对于镀覆效果的影响不大。在化
40min 50 pH 12
学镀反应时间为 ,化学镀镀液温度为 ℃,化学镀镀液 值为 以及化学镀液
CuSO ·5HO 30g/L EDTA·2Na 1g/L K [Fe(CN)]·3HO 2g/L NaOH
镀液配比为: 4 2 : , : , 4 6 2 : , :
34g/L CHO 24ml/L KNaC H O ·4H O 105g/L
, 2 : , 4 4 6 2 : ,此时的化学镀效果最佳,为化学镀
铜的最佳工艺参数。
(2)激光熔覆制备的梯度层数为3层、梯度分布为5vol.%、10vol.%、15vol.%的
SiC/Cu梯度功能复合材料涂层的激光参数选择在:激光光斑直径为1mm,送粉器送粉
p
速率为8mm/s,激光功率为500-800W、激光扫描速率为6-12mm/s。随着激光功率增加,
熔覆效果越来越好,超过一定的功率涂层表面气孔增加,熔覆效果变差;随着激光扫描
速率的增加,涂层的厚度越来越小,扫描速率过低时厚度过大且粉末利用率也较低,扫
描速度过大时其涂层变薄且影响涂层的连续性。SiC/Cup 梯度功能复合材料涂层在激光
功率为700W,激光扫描速率为8mm/s时熔覆效果最好。
(3)SiC 体积分数为 10%的铜基复合涂层的显微硬度最大达112HV,摩擦系数最p
大为0.392,磨损量最小为10.2‰;SiC/Cu梯度功能复合材料的显微硬度最大达138HV,p
磨损量最小为9.7‰;SiC/Cu梯度功能复合材料在显微硬度性能以及耐磨性能方面都要p
优于SiC 体积分数为10%的铜基复合涂层。
p
关键词:化学镀铜,激光熔覆,梯度功能复合材料,显微硬度,摩擦系数,磨损量
I
Abstract
PreparedSiC /Cu FunctionallyGradientMaterialsbyLaser
p
Cladding
ABSTRACT
SiC/CuFGMisanewtypeoffunctionalmaterials,itnotonlyhasexcellentpropertiesof
p
the matrix of copper and has excellent performance SiC reinforcement, and have broadp
a
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