预置法激光熔覆制备石墨/Cu复合材料

发布时间：2021-08-26 23:19

　　受电弓滑板的低强度严重阻碍了铁路的高速化发展,制备高性能受电弓滑板是目前的研究热点之一。本文以纯铜粉和鳞形石墨为原料,将混合粉末进行高能球磨后,在压力及粘结剂作用下制备1mm厚度的预置片。对预置片进行叠层激光熔敷制备出石墨/Cu均质复合材料,对其显微组织进行分析,测量硬度、耐磨性和电化学腐蚀性能,确定出最佳试验参数。最后通过改变每层石墨的体积分数,制备出高厚度的石墨/铜梯度复合材料。实验研究结果如下:1.混合粉末球磨最佳工艺为:球料比4:1,转速300r/min,球磨时间8h;制作预置片所需粘结剂选择0.6%羧甲基纤维素钠;2.搭接率的最佳参数为40%,激光多层熔覆Z轴增量ΔZ为0.30mm,激光功率1600W,扫描速度为300mm/min,石墨均匀分布在石墨/铜均质复合材料中,分离相（富Fe相）尺寸较小,呈均匀分布;熔覆层最大硬度值达到114.86HV,摩擦系数最低为0.132,且耐腐蚀性能良好;均质石墨/铜复合材料中主要有三种典型的石墨形态:片状石墨、蠕虫状石墨以及球状石墨,其中球状石墨熔覆层综合性能较为优异。3.选用激光功率1600W、扫描速度300mm/min、搭接率40%、Z... 

【文章来源】：华东交通大学江西省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)受电弓和(b)受电弓滑板Fig.1-1(a)Sketchesofpantographand(b)sketchesofpantographslider

.3 激光熔覆的研究现状激光熔覆是一种通过控制激光功率、扫描速度、离焦量、送粉速率等参数使熔覆完全熔化，与基板达到良好的冶金结合,从而改善材料表面性能的表面改性技术[12]光熔覆技术与其他表面技术相比，具有显著的特点：1.与基板形成的冶金结合相当；2.能量密度高，具有急热急冷的凝固特征，能加工一些特殊材料；3.自动化工艺，成型速度快、精度高；4.基板不会因热影响发生较大的形变；5.操作方便，效率高污染。因此，激光熔覆技术逐渐成为表面改性技术的研究热点，被广泛应用于工业领域。激光熔覆按照粉末供给方式的不同，一般分为两大类，如图 1-2 所示：一是预置光熔覆，二是同步式激光熔覆。预置式激光熔覆工艺为：在基板表面将要熔覆的位置熔覆材料，然后利用激光束辐射将其熔化，其中材料可以为粉、丝、板等类型；式激光熔覆是将粉末由送粉器直接送入激光束中，在基板表面形成熔池，熔覆与供时完成[13]。(a) (b)

过多层激光熔覆，而随着厚度与硬度的提升，层熔覆技术的发展[14-15]。而复合材料中的功能慢变化，这一特点能够很好地抑制气孔与裂纹的应用大有可为。激光熔覆多层梯度材料按照过渡层法，二是逐渐改变粉末比例法。0KWCO2激光器在铜合金上制备镍基韧性过渡层，该涂层机械性能良好，组织紧密，无气孔分呈现出梯度分布，热应力得到很好的缓解，铜合金（90HV）的 7.3 倍，其中显微硬度也钢SM400B 基板上利用2.4KW 连续CO2激光器激光熔覆，得到 2.0mm~2.5mm 熔覆涂层，并定成分多层激光熔覆涂层与梯度多层激光熔覆磨性相差不大，恒定成分多层激光熔覆涂层各呈梯度变化，靠近涂层顶端硬度较大。


本文编号：3365156