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

1、表面機械合金化作為一種新型的材料表面處理技術，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的撞擊和碾壓作用下，粉末顆粒不斷受到擠壓變形，反復經歷冷焊、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

2、驗內容將從三個部分進行研究，分別在純銅基體表面制備 Cr-Cu二元復合涂層、Cr-Cu/W-Cu雙層復合涂層及Cu-Cr-W三元復合涂層。在關于Cr-Cu二元復合涂層制備的部分，著重研究 Cu、Cr粉末成分配比對涂層形貌、組織結構及性能的影響。第二部分研究的是Cr-Cu/W-Cu雙層復合涂層的制備，由于利用機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合性，本實驗研究了內層Cr-Cu涂層的退火處理對雙層涂層成形的影響，還研究了不

3、同球磨轉速下制備外層W-Cu涂層對最終雙層涂層形貌及結構的影響。在本文的最后一部分是關于Cu-Cr-W三元復合涂層的制備，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對 Cu-Cr-W三元復合涂層成形性及性能的影響，并對不同球磨時間參數下 Cu-Cr-W復合涂層的形成機理進行了探討分析。
　　實驗采用掃描電子顯微鏡、能譜儀和 X射線衍射儀等檢測分析手段對制備得的涂層的表、界面進行顯微組織形貌、化學成分及物相結構分析，涂層的

4、力學性能可以通過顯微硬度測試、劃痕實驗和摩擦磨損實驗等來測試。
　　實驗結果表明，Cu含量的增加一方面能改善Cr-Cu涂層的結合性能，另一方面會降低涂層的力學性能，在Cu含量在30~50 wt.％成分范圍時，能獲得較好成型性的Cr-Cu涂層；當內層Cr-Cu涂層的退火溫度為800℃，制備外層W-Cu涂層的球磨轉速為350 rpm時，所制備的Cr-Cu/W-Cu雙層復合涂層具有相對較高的涂層質量；Cu-Cr-W三元復合涂層的最佳制備