[发明专利]一种铜合金高导电耐磨抗烧蚀涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铜合金高导电耐磨抗烧蚀涂层及其制备方法，所述铜合金高导电耐磨抗烧蚀涂层包括由铜或铜合金形成的涂层基体和散布在所述涂层基体中的不规则异形高熔点金属颗粒；所述不规则异形高熔点金属颗粒为W、Mo、Ta、Nb中的两种以上。采用激光熔覆工艺进行制备，确保提高铜耐磨性的同时，保留铜的良好的导电性以及抗烧蚀性。

技术领域

本发明涉及铜合金的技术领域，尤其是涉及一种铜合金高导电耐磨抗烧蚀涂层及其制备方法。

背景技术

金属铜虽然具有优异的导电、导热、耐蚀等性能，但是其本身却有着硬度低的致命缺陷，这直接导致铜的耐磨性较差。当物体表面有相对运动趋势或发生相对运动时就会产生摩擦磨损，磨损是零部件最常见、也是最大量的一种失效方式。而铜的耐磨性较差无疑在很大程度上限制了铜的应用。

锡青铜的开发，使铜的硬度大为提高，为铜的使用打开了广阔的空间。随着科技的进步和人类社会的发展，改善铜的耐磨性的方式越来越多，如：通过加入少量合金元素，借助工艺控制新的组织形成，都能在一定程度上提高铜的耐磨性。

但是在提高耐磨性的同时却往往降低了铜合金的导电性和抗烧蚀性能。铜本身具有优异的导电性和抗烧蚀性，而合金元素在铜中易形成固溶体，这极大程度的降低了铜的导电性，阻碍了耐磨铜合金的应用，因此迫切需要一种改性方式，在提高铜耐磨性的同时，保留铜的良好的导电性以及抗烧蚀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜合金高导电耐磨抗烧蚀涂层及其制备方法，利用激光熔覆技术实现材料制备和成形。

第一，本发明提供一种铜合金高导电耐磨抗烧蚀涂层，其特征在于：包括由铜或铜合金形成的涂层基体和散布在所述涂层基体中的不规则异形高熔点金属颗粒；所述不规则异形高熔点金属颗粒为W、Mo、Ta、Nb中的两种以上。

进一步优选的，所述涂层厚度为2-3mm。

进一步优选的，所述不规则异形高熔点金属颗粒的尺寸为50~100um。

进一步优选的，所述涂层基体由锡铜合金形成。

进一步优选的，所述不规则异形高熔点金属颗粒中，W、Mo、Ta、Nb的质量比为1:1:1:1。

第二，本发明还提供了上述技术方案所述的铜合金高导电耐磨抗烧蚀涂层的制备方法，包括以下步骤：

1）准备不规则异形高熔点金属颗粒并混合，得到混合均匀的粉末；

2）将所述混合均匀的粉末通过对称设置在激光头行进方向前后的两个送粉喷嘴进行送粉至铜或铜合金基材表面；

3）激光熔覆在基材表面制备所述铜合金高导电耐磨抗烧蚀涂层；所述激光熔覆的工艺参数为，激光波长500nm，激光功率2.0-5kW，熔覆速度200~450mm/min，束斑直径2-3mm。

进一步优选的，扫描的次数为两次。

进一步优选的，所述高熔点金属中任意两种的质量比λ满足以下限定，

控制，代入数值求出λ，其中，m₁和m₁分别是两种金属的添加质量，ρ₁和ρ₂分别是两种金属的密度。

进一步优选的，所述不规则异形高熔点金属颗粒中，W、Mo、Ta、Nb的质量比为1:1:1:1，所述混合为采用螺旋混粉器进行的两段式混粉，第一段混粉按照钨：钼：钽：铌质量比为0.5:1:0.5:1的比例进行4-12h，第二段混粉将剩余的钨和钼添加到混粉器中再混合4-24h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：