銅基表面機(jī)械合金化制備Cu-(Cr)-(W)二元及三元復(fù)合涂層的研究.pdf

1、表面機(jī)械合金化作為一種新型的材料表面處理技術(shù)，不僅可以用于制備塊體材料表面納米晶粒層，也可用于材料表面涂層的制備。在機(jī)械合金化制備涂層的過程中，金屬粉末和基體材料在高能磨球反復(fù)的撞擊和碾壓作用下，粉末顆粒不斷受到擠壓變形，反復(fù)經(jīng)歷冷焊、斷裂和再冷焊的過程，基體材料表面及粉末顆粒被極大地活化，從而發(fā)生形變的粉末顆粒就能夠沉積在基體表面形成涂層。根據(jù)這一原理，本文將在純銅基體表面制備銅基合金涂層，以提高純銅基體的表面性能。
　　本文實(shí)

2、驗(yàn)內(nèi)容將從三個(gè)部分進(jìn)行研究，分別在純銅基體表面制備 Cr-Cu二元復(fù)合涂層、Cr-Cu/W-Cu雙層復(fù)合涂層及Cu-Cr-W三元復(fù)合涂層。在關(guān)于Cr-Cu二元復(fù)合涂層制備的部分，著重研究 Cu、Cr粉末成分配比對(duì)涂層形貌、組織結(jié)構(gòu)及性能的影響。第二部分研究的是Cr-Cu/W-Cu雙層復(fù)合涂層的制備，由于利用機(jī)械合金化方法制備雙層異種涂層需要考慮到兩涂層之間的結(jié)合性，本實(shí)驗(yàn)研究了內(nèi)層Cr-Cu涂層的退火處理對(duì)雙層涂層成形的影響，還研究了不

3、同球磨轉(zhuǎn)速下制備外層W-Cu涂層對(duì)最終雙層涂層形貌及結(jié)構(gòu)的影響。在本文的最后一部分是關(guān)于Cu-Cr-W三元復(fù)合涂層的制備，主要研究的是不同原始混合粉末成分配比以及球磨工藝參數(shù)對(duì) Cu-Cr-W三元復(fù)合涂層成形性及性能的影響，并對(duì)不同球磨時(shí)間參數(shù)下 Cu-Cr-W復(fù)合涂層的形成機(jī)理進(jìn)行了探討分析。
　　實(shí)驗(yàn)采用掃描電子顯微鏡、能譜儀和 X射線衍射儀等檢測(cè)分析手段對(duì)制備得的涂層的表、界面進(jìn)行顯微組織形貌、化學(xué)成分及物相結(jié)構(gòu)分析，涂層的

4、力學(xué)性能可以通過顯微硬度測(cè)試、劃痕實(shí)驗(yàn)和摩擦磨損實(shí)驗(yàn)等來測(cè)試。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Cu含量的增加一方面能改善Cr-Cu涂層的結(jié)合性能，另一方面會(huì)降低涂層的力學(xué)性能，在Cu含量在30~50 wt.％成分范圍時(shí)，能獲得較好成型性的Cr-Cu涂層；當(dāng)內(nèi)層Cr-Cu涂層的退火溫度為800℃，制備外層W-Cu涂層的球磨轉(zhuǎn)速為350 rpm時(shí)，所制備的Cr-Cu/W-Cu雙層復(fù)合涂層具有相對(duì)較高的涂層質(zhì)量；Cu-Cr-W三元復(fù)合涂層的最佳制備