[发明专利]用CuMnCo制备铜合金表面耐磨涂层及制备方法

说明书

本发明公开了一种用CuMnCo制备铜合金表面耐磨涂层，按质量分数包括如下原料：CuMnCo粉32~65%、WC‑10Ni粉30~65%及有机硅树脂粘结剂3~5%。本发明的涂层为柔性纤维状的技术材料，不仅成分均匀致密，且涂层中的金属纤维形成了一个纵横交错的立体蛛网式结构；其与基体材料复合，不仅匹配性优、熔点、润滑性、填缝能够佳，且成型效果优，结合强度高，能够有效提高基体材料表面的耐磨性和硬度；同时金属布能够裁剪成各种形状，适应基体的能力强，涂层和基体间的空间位置能够良好把控；此外，该涂层的制备方法简便，安全环保。

技术领域

本发明涉及用CuMnCo制备铜合金表面耐磨涂层及制备方法，属于复合材料领域。

背景技术

铜是人类最早发现并开始实用化的金属材料之一，因其具有良好的导电、导热性和延展性而在工业领域被广泛应用。目前它已成为电力电子、机械制造、国防军事及航空航天等各领域不可或缺的材料，是与人类生活关系非常密切的有色金属。然而，铜的缺点是硬度较低，屈服强度和抗蠕变性能也较差，高温下易软化变形。若在苛刻的工况条件下直接使用，铜合金部件因其较差的耐磨性和抗氧化性，使用寿命就会严重缩减，这就限制了它的应用范围。因此，如何设计和制备综合性能优良的铜基材料，在保证其良好导电、导热性能的同时尽可能提高它的强度和耐磨性，一直是材料学界科技人员关注的热点和研究的重点。

过去人们主要利用合金化回和复合化的方法增强铜基体，主要的强化手段包括固溶强化、细晶强化、沉淀强化、颗粒强化以及纤维强化等。但是，通过这些方法获得的铜合金或铜基复合材料强度和导电性能有限，无法同时满足高强、高导的性能要求。而且，这些方法虽然能使铜的整体性能有所提高，但是对于很多精密零部件来说，工作区只是其表面，这就导致有效的增强体未能集中改善工作面的性能，反而额外地改变了整个基体的组织与结构。正是由于材料本体与其表面工作环境的差异，导致在改善材料性能时无法适用传统材料设计中的整体均匀性原则，这就需要对材料的工作面进行特殊处理，在保持材料整体性能基本不变的前提下改善其表面的使用性能。采取表面防护措施可以控制并延缓铜基材表面的破坏，达到提高材料使用寿命的目的。

在表面工程的诸多分支中，电镀、热扩渗和热喷涂等技术均在改善铜及其合金表面的工作性能方面得到大量应用。不过，这几种传统的表面涂层技术均存在一些弊端：电镀消耗大量电力，污染严重，不符合环保要求；热扩渗所用渗炉对工件尺寸有严格限制；热喷凃涂层与基体之间的界面未实现完全的治金结合，界面结合强度有限，涂层就会有发生脱落的可能。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用CuMnCo制备铜合金表面耐磨涂层及制备方法，金属布能够裁剪成各种形状，适应基体的能力强，涂层和基体间的空间位置能够良好把控，而且该涂层的制备方法简便，安全环保。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的用CuMnCo制备铜合金表面耐磨涂层，按质量分数包括如下原料：CuMnCo粉32～65％、WC-10Ni粉30～65％及有机硅树脂粘结剂3～5％。本发明通过将WC-10Ni粉和CuMnCo粉进行复配，从而制备的涂层不仅成分均匀致密，且涂层中的金属纤维形成了一个纵横交错的立体蛛网式结构，进而能够有效改善铜合金基体表面的耐磨性和硬度，增强了涂层与基体的结合强度。其中，WC-10Ni粉的添加提高了提成的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性能；CuMnCo粉的加入协同WC-10Ni粉，提高了涂层的流动性、厚度、结构等综合性能。

作为优选，所述WC-10Ni粉由10～15目和30～45目的WC-10Ni粉组合而成，两者的质量比为0.3～0.5:1。采用两种不同目数的WC-10Ni粉，进而较小的WC-10Ni颗粒能够填充到较大的WC-10Ni颗粒与较大的WC-10Ni颗粒的间隙之中，保证了涂层的致密度。