工艺突破:铜和铜合金表面皇冠hg0008|免费注册熔覆制备功能涂层

来源:中科煜宸 ?? 关键词:皇冠hg0008|免费注册熔覆, 案例, 铜合金, ?? 发布时间:2019-06-25

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seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 铜和铜合金由于具备良好的导电导热性能及机械加工性能,在机械制造、电器电子、冶金、海洋装备等众多领域得到广泛应用。随着工业的发展,传统的铜性能已无法满足使用条件,尤其是在一些特殊的领域,严苛的服役环境对铜件的性能提出了更高要求,例如要求高强高导电性的电磁炮导轨,要求高耐磨、高耐热性的连铸结晶器,铝板轧制生产线的铜轧辊等,在生产过程中,铜表面要不断地经受高温、高压或强磨损,工作环境极其恶劣。提高铜合金表面性能的方法有电镀、铸渗、热喷涂等,这些方法在一定程度上都存在一定缺陷,电镀对环境造成较严重污染、铸渗易产生气孔缺陷、热喷涂界面难以达到冶金结合,反复热冲击涂层易脱落。

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图1 传统工艺方式存在的缺陷

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seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 皇冠hg0008|免费注册熔覆作为表面改性的一种重要手段,具有灵活性高、对工件热影响小、涂层与基体结合强度高等优点,通过该技术可以得到组织细密、性能优良的涂层。但是,由于铜表面对皇冠hg0008|免费注册束具有较高的反射率,所以在铜表面做皇冠hg0008|免费注册熔覆较为困难。

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 本文为中科煜宸针对连铸结晶器、铜轧辊表面皇冠hg0008|免费注册熔覆制备功能涂层所做的部分工作进行简单阐述。

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 利用体式显微镜、金相显微镜对皇冠hg0008|免费注册熔覆层表面形貌特征、涂层截面显微组织特征和界面结合状态进行分析,利用能谱分析(EDS,Nano Xflash Detector 5010,Bruker)对熔覆层化学成分进行研究,利用维氏显微硬度仪(SHIMAZDZU)对涂层显微硬度进行表征。

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 熔覆层宏观形貌

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(a)

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(b)

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 图2 不同工艺参数下皇冠hg0008|免费注册熔覆层表面形貌
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(a)

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(b)

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(c)

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(d)

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 图3 不同工艺参数下皇冠hg0008|免费注册熔覆层截面形貌

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seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 熔覆层显微组织及界面结合状态

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 采用金相显微镜对Cu基体及皇冠hg0008|免费注册熔覆层显微组织进行观察,分析发现熔覆层组织细小致密,主要由枝晶及细小的等轴晶组成。熔覆层未见气孔、裂纹等缺陷产生,在界面位置熔覆层组织更加细小,且在熔覆层底部出现明显的驼峰现象。
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(a)Cu基体显微组织50×

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(b)熔覆层底部显微组织10×

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(c)熔覆层底部界面显微组织50×

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图5 熔覆层表面显微组织形貌及晶粒度分析50×

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 利用能谱分析(EDS,Nano Xflash Detector 5010,Bruker)对熔覆层及Cu基体化学成分进行研究,分析发现Cu元素由基体越过界面向熔覆层表面逐步扩散,元素含量逐步降低;Ni元素由熔覆层越过界面向Cu基体扩散,此外,Cr元素由熔覆层也向Cu基体扩散。因此可见,熔覆层元素与Cu基体元素在界面位置发生元素的相互扩散,实现了界面区域良好的冶金结合。

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Cu

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Ni

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Cr

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 图6 熔覆层能谱分析(Cu、Ni、Cr元素)

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 熔覆层显微硬度
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(a)不同功率P熔覆层显微硬度值

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(b)不同粉体材料熔覆层显微硬度值

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 图7 不同工艺参数熔覆层显微硬度测试

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seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 研究了不同皇冠hg0008|免费注册功率P、不同扫描速度v、不同送粉量S及不同Ar气保护流量等参数对铜表面皇冠hg0008|免费注册熔覆层性能的影响,图7(a)为不同皇冠hg0008|免费注册功率P条件下的熔覆层显微硬度曲线图,图7(b)为不同粉体材料熔覆层显微硬度曲线图。

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seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 应用案例

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 中科煜宸采用自主研发的铜和铜合金专用皇冠hg0008|免费注册熔覆装备,对铝板轧制铍青铜辊进行表面熔覆层制备。装备主要包括皇冠hg0008|免费注册器、光纤、水冷机、KUKA机械手、送粉器、专用加工头、转台等。
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seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 图8 中科煜宸铜和铜合金皇冠hg0008|免费注册熔覆装备

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 该套装备相比传统皇冠hg0008|免费注册熔覆装备具有以下特点:

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> ◆自动化程度高

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> ◆装备性能稳定

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> ◆加工过程皇冠hg0008|免费注册熔池稳定

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> ◆单位面积热输入量低

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> ◆涂层熔覆效率高

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 此外,在粉体材料选择方面,该装备可以对Fe基、Ni基、Co基及陶瓷材料进行熔覆,解决了铜和铜合金表面对皇冠hg0008|免费注册束高反的难题,有效实现了铜表面皇冠hg0008|免费注册熔覆制备异种金属材料。

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seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> (a)皇冠hg0008|免费注册熔覆前
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seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> (b)皇冠hg0008|免费注册熔覆结束
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seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> (c)磨床磨削加工

seline;color:#5D5D5D;text-indent:0px;background-color:#FFFFFF;"> 图9 铜轧辊表面皇冠hg0008|免费注册熔覆制备耐磨涂层