铜合金粉体材料涂层摩擦磨损性能研究

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1、硕士学位论文摘要自主研发的减摩Cu．14A1．X合金具有高强度、优良塑性、耐磨耐蚀性等优点，已成功应用于拉伸冲压模具当中。为了进一步将该合金拓广应用于表面工程领域，本文讨论了用以Cu．14A1．X合金为基础制备的合金粉末，分别采用等离子喷焊和激光熔覆两种工艺制备涂覆层，并对涂覆层组织结构及摩擦磨损性能进行研究。运用扫描电镜、X射线衍射、电子探针等研究方法对等离子喷焊层和激光熔覆层的显微组织进行了研究，结果表明，制备工艺的不同对涂覆层的组织形貌、涂覆层成分、硬度影响明显：1、激光熔覆层和等离子喷焊层的物相组成相同，都为嘶2+p’+K相，但组织形貌差别显著。激光熔覆层

2、组织细小、致密，没有明显的晶界，硬质K相弥散分布于a+丫2+p’构成的基体相之中，等离子喷焊层的硬质K相尺寸相对较大且分布不均匀。2、等离子喷焊层和激光熔覆层的元素含量也有较大差异，尤其是Fe元素的含量差异明显。等离子喷焊层中的Fe元素含量达到了11．30％，而激光熔覆层中的Fe元素含量只有3．83％。3、激光熔覆层的表面硬度也远高于等离子喷焊层。激光熔覆层的表面硬度达到了43．88HRC，而等离子喷焊层的表面硬度只有28．51HRC。在RFT．III型摩擦磨损试验机上测试了等离子喷焊层和激光熔覆层的摩擦磨损性能，结果表明在边界润滑条件下：l、等离子喷焊层与激光熔

3、覆层的摩擦磨损机理有明显差异。等离子喷焊层在低载荷下以轻微的磨粒磨损为主要磨损形式，在高载荷条件下转变为较严重的粘着磨损并伴随有轻度的磨粒磨损。激光熔覆层则以磨粒磨损为主。2、等离子喷焊层在低载荷条件下表现出了优良的摩擦磨损性能，但在高载下，磨损量和摩擦系数都会剧烈增加，摩擦性能不如激光熔覆层稳定。在相同摩擦条件下，将激光熔覆层、等离子喷焊层和Cu．14A1．X合金的摩擦磨损性能进行了对比。结果表明：l、激光熔覆层和Cu．14A1．X合金均以磨粒磨损为主要磨损方式，而等离子喷焊层的磨损方式以粘着磨损为主。2、等离子喷焊层在低载荷下摩擦性能优于Cu．14A1．X合金

4、和激光熔覆层，但在高载荷下，耐磨损性能下降很快，摩擦稳定性不好。3、激光熔覆层的摩擦性能和Cu．14A1．X合金大致相当，磨损量略高于Cu．14A1．X合金，但摩擦稳定性优于Cu．14A1．X合金。关键词：铜合金粉末；等离子喷焊层；激光熔覆层；摩擦磨损性能AbstractCu．14A1．Xmaterialhasbeendevelopedsuccessfullybyourgroup，ithasbeenappliedtomakestampingdiesuccessfullyforit’sgoodperformanceforexamplehighstrength、exc

5、ellentplastic、wearresistanceandwearcorrosive·ThepaperstudiedofcontrastivefrictionpropertyofthelasercladdingcoatingsandtheplasmaspraYweldingcoatingsofbronzealloypower，witchmadebasedonCu-14AI·X8110V，withRFT．IIIfrictionmachinetopromoteCu-14AI-Xalloytouseinthefieldofsurfaceengineering．The

6、structureofthelasercladdingcoatingsandtheplasmasprayweldingcoatingsofbronzepowderhavebeenstudiedbySEM、XRDandEPMA．Theresultsshowthattheinfluenceofthepreparationoncoatings’morphology、compositionandhardnesssignificantly．Firstly，thelasercladdingcoatingsandtheplasmasprayweldingcoatingshave

7、thesamephase，theywerecomposedby口叶2+毋’+Kphase-buttheirmorphologyareverydifferent．Themicrostructureofthelasercladdingcoatingsareuniformanddense，andtheKphaseuniformdispersedinthegrain．ThesizeoftheKphaseoftheplasmasprayweldingcoatingsaremorelargerthanthelasercladdingcoatings，andit’Sdistri

8、butin