[发明专利]一种石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.称取氧化石墨烯粉末，超声分散于去离子水中，制成氧化石墨烯胶体溶液；在搅拌条件下，滴加Ni(NO₃)₂溶液和稀氨水，滴加完毕后继续搅拌，经过滤、冲洗、干燥后，将所得产物在惰性气氛保护下，置于500～600℃保温，制得镍/石墨烯纳米复合材料；

S2.将铜金属粉末与步骤S1制得的镍/石墨烯纳米复合材料混合，以150～200rpm的转速球磨，得到混合材料；

S3.采用超音速低压冷喷涂工艺，压缩空气为工作气体，喷涂压强为0.5～0.7MPa，喷枪温度为200～400℃，喷枪移动速度为30～40mm/s，喷枪与工件距离为20～25mm，出粉量为0.1～0.3克/秒，在工件表面喷涂铜金属粉末，得到铜过渡层；

S4.采用超音速低压冷喷涂工艺，压缩空气为工作气体，喷涂压强为0.6～0.8MPa，喷枪温度为200～400℃，喷枪移动速度为20～30mm/s，喷枪与工件距离为20～25mm，出粉量为0.2～0.3克/秒，在步骤S3的铜过渡层表面喷涂步骤S2所得混合材料，得到石墨烯强化铜基复合涂层。

2.根据权利要求1所述石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述氧化石墨烯粉末和去离子水的质量比为(0.5～1):100。

3.根据权利要求1所述石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述超声的功率为40～80W，超声的时间为10～30min，所述搅拌的时间为1～2h，所述保温的时间为2～3h，所述惰性气体为氩气与氢气的混合气体、氩气或氮气。

4.根据权利要求1所述石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述Ni(NO₃)₂溶液的浓度为4～7mmol/L，所述稀氨水的浓度为0.4～0.7mol/L，所述Ni(NO₃)₂溶液和稀氨水的体积比为(3～5):(1～3)。

5.根据权利要求1所述石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述Ni(NO₃)₂溶液和稀氨水的总体积与氧化石墨烯胶体溶液的体积比为(1～2):12.5。

6.根据权利要求1所述石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述球磨的时间为2～4h，所述铜金属粉末的颗粒尺寸为5～25μm，所述铜金属粉末与镍/石墨烯纳米复合材料的质量比为(20～100):1。

7.根据权利要求1所述石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述铜过渡层的厚度为5～15μm。

8.根据权利要求1所述石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述工件为低碳钢、铝合金或镁合金。

9.根据权利要求1所述石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述石墨烯强化铜基复合涂层的厚度为20～50μm，所述石墨烯强化铜基复合涂层中石墨烯的质量分数为0.5～4wt.％。

10.权利要求1-9任一项所述石墨烯强化铜基复合涂层的制备方法在耐磨部件中的应用。