Cu/WC复合材料性能影响因素的研究

研究了WC含量、烧结温度、高温退火等方面对Cu／WC复合材料性能的影响。结果表明，Cu／WC复合材料的密度、电导率随WC含量的增加逐渐下降，而硬度升高。热稳定性较好，具有较高的软化温度。经600～900℃退火后，硬度、强度稍有下降，而塑性则大大提高。

真空热压烧结对Cu/WC复合材料性能的影响

采用粉末冶金真空热压烧结法制备Cu/WC复合材料,研究了WC含量及材料烧结时间对硬度及导电等性能的影响。结果表明,真空热压烧结可明显改善WC颗粒度分布,提高复合材料的致密度、硬度和导电性;v(WC)=1.5%、烧结时间为3h时,材料的综合性能最好。

激光熔覆Cu/WC_P复合涂层

采用激光熔覆表面改性方法 ,在 45号钢基体上表面熔覆Cu/WCP 复合涂层。试验研究了WC含量对熔覆复合涂层的组织特点和耐摩擦磨损性能的影响规律。研究结果表明 ,通过调整WC的加入量可获得α -Cu固溶体 +WC双相组织 ;当WC的加入量超过 30 %时 ,熔覆层中出现小圆点状的WC颗粒 ,表明WC有一定程度的熔化和溶解 ;Cu/WCP 复合熔覆层与基体金属之间存在过渡区 ,其组织为钢基体 +WC混合组织。采用 40Cr磨轮对Cu/WCP 熔覆层进行摩擦磨损试验 ,结果表明 ,WC加入量为 10 %时 ,摩擦系数与磨损量最小 ;采用硬质合金磨轮进行磨损试验 ,当WC加入量为 30 %时 ,摩擦系数最小 ,而加入量为 10 %时 。

制备及处理工艺对Cu/WC复合材料性能的影响

对采用粉末冶金法制备的Cu/WC复合材料分别进行复压、轧制和热挤压、冷拔等处理 ,研究表明这些工艺均可不同程度地改善WC颗粒的分布 ,提高烧结体的密度、硬度和导电性 ,特别是拉伸断裂强度的增加尤为显著 .文中借助扫描电镜照片重点分析了不同工艺状态下拉伸断口的形貌和强度增加的原理 ,探讨了Cu/WC复合材料可能的断裂机理 .

表面改性WC颗粒增强铜基复合材料的微观结构与摩擦学特性

WC与Cu界面结合强度不足严重影响铜基复合材料的摩擦磨损性能,但业内尚未有良好的界面调控措施以优化性能。采用铜表面改性WC颗粒改善WC与Cu基体界面,经粉末冶金工艺制备Cu改性WC颗粒增强铜基复合材料,开展复合材料的微结构表征与摩擦学性能研究。研究表明,Cu改性WC颗粒可良好地嵌入铜基体,颗粒与Cu基体界面较基体弹性恢复能力提升33%,硬度提升20%。15 wt.%Cu改性WC增强铜基复合材料具有最佳的物理性能与摩擦学特性,较纯铜粉末冶金材料体积密度提升8%,布氏硬度提升15%,摩擦因数波动幅度最小并稳定在0.75,磨损量最小为0.075 mm^(3),磨痕轮廓圆滑,磨损面最完整且大面积成膜。随Cu改性WC含量增大,主要磨损机制由黏着磨损转变为剥离磨损,Cu改性WC颗粒促进摩擦转移层的形成,抑制磨损面裂纹的横向扩展。Cu改性WC颗粒与铜基体界面结合强度显著提升,15 wt.%复合材料抑制黏着磨损与疲劳磨损,摩擦学性能优异。采用Cu改性WC颗粒增强铜基摩擦材料有望成为优化WC与Cu基体界面提升铜基复合材料摩擦学性能的重要备选途径。

Al_2O_3/Cu-WC复合材料热变形行为及热加工图

在Gleeble 1500D热模拟机上对Al2O3/Cu-WC复合材料进行热压缩实验,研究变形温度为350-750℃、应变速率为0.01-5 s 1条件下的热变形行为。结果表明:Al2O3/Cu-WC复合材料高温流变应力—应变曲线主要以动态再结晶软化机制为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加;热变形过程中的稳态流变应力可用双曲正弦本构关系式来描述,其激活能为229.17 kJ/mol。根据材料动态模型,计算并建立Al2O3/Cu-WC复合材料的热加工图,据此确定热变形流变失稳区及热变形过程的最佳工艺参数,其热加工温度为650-750℃,应变速率为0.1-1 s 1。

WC/Cu复合材料组织及烧结过程研究

研究了粉末冶金冷压—烧结法制备的WC/Cu复合材料在不同温度和时间烧结时的组织变化及WC含量对烧结过程的影响 ,分析了该材料的烧结过程。结果表明 ,WC颗粒推迟了烧结进程。烧结过程中烧结体无明显收缩 ,WC颗粒显著阻碍了晶粒长大。WC/Cu复合材料的烧结过程可分为粘结、烧结颈长大、闭孔球化。

WC/Cu复合材料制备及其高温性能

用机械合金化法结合冷变形 ,制备了WC/Cu复合材料 ,研究了冷变形后复合材料的组织特征和高温退火时的性能变化。结果表明 :烧结后的材料经冷变形 ,组织呈显著纤维状 ,WC颗粒弥散分布 ,密度明显提高 ,达到理论密度的 99 2 % ;复合材料经 6 0 0～ 90 0℃高温退火 ,强度和硬度略有下降 ,塑性则有大幅提高 ;90 0℃退火时未发生明显的再结晶 ,界面结合良好 ;

高能球磨制备纳米级WC/Cu复合粉末的研究

利用XRD、SEM等分析研究了高能球磨时间对WC/Cu复合粉末结构、形貌及相的影响。结果表明 ,随球磨时间的延长复合粉末发生细化达到纳米级粒度 ,球磨 2 4h可获得稳定晶粒尺寸 ,最小晶粒尺寸为 2 1 5nm。其中WC粉末晶粒细化速率较Cu的慢 ;球磨过程中 ,有少量的WC固溶于Cu中 ,形成Cu(WC)

WC/Cu大电流滑动电接触材料的研究

为了提高电接触材料的导电、导热等性能,笔者采用粉末冶金溶渗技术制备出WC/Cu滑动电接触材料,并对其显微组织和性能进行了系统研究。结果表明:WC60～90/Cu滑动电接触材料随着WC含量的增加,材料的密度由11.508 g/cm3增加到13.305 g/cm3,硬度由HB187增加到HB477,导电率由14.6 m/(Ω.mm2)下降到10.6 m/(Ω.mm2)。耐磨性随着WC含量的增加显著提高,但高Cu含量的孕育期较长。磨损机制以磨粒磨损和表面接触疲劳为主。建议使用含量为WC70/Cu30～WC80/Cu20的滑动电接触材料。

粉末冶金真空热压法制备 WC/Cu 复合电阻焊电极

研究了用粉末冶金真空热压法制备ＷＣ／Ｃｕ复合材料，考察了ＷＣ含量对ＷＣ／Ｃｕ复合材料导电率和硬度的影响。结果表明，ＷＣ的加入对Ｃｕ基体电导率的影响符合加和性复合定律，对硬度的影响满足线性回归曲线关系式。以ＷＣ／Ｃｕ复合材料为电极端部，以紫铜棒为电极基体制备的复合电阻焊电极具有较高的硬度和电导率，由于ＷＣ颗粒的加入使软化温度大幅度提高，达８００℃以上。

爆炸粉末烧结法制取WC/Cu复合材料的研究

采用行星式球磨机球磨WC／Cu粉，并在直接粉末爆炸压制成型的装置中进行爆炸压实，制成WC增强Cu基复合材料。试验结果表明，常规的爆炸粉末压实起到了弥散强化作用，致密度为95％～97％，材料具有一定韧性，并且硬度有较大的提高，达到了WC颗粒增强的作用。可以认为能够通过爆炸压实的方法用WC／Cu粉末制取电极复合材料。

数字图像相关法在WC/Cu复合材料线膨胀系数测量中的应用

为了提高数字图像相关曲面拟合法在实际应用中的亚像素定位精度,对曲面拟合法进行了修正,并用修正后的曲面拟合法研究了WC颗粒大小和含量对WC/Cu复合材料线膨胀系数的影响。首先,分析了曲面相关拟合法在实际应用中的测量误差来源,并对其进行了修正。然后,用粉末冶金法制备出WC/Cu复合材料,对表面制备有耐高温散斑的试件进行热膨胀实验,并利用修正后的曲面拟合法测量了不同温度下WC/Cu复合材料的热变形场。最后,通过一元二次多项式拟合建立了WC/Cu复合材料热膨胀系数真值。结果表明:修正后的曲面拟合法有效地改善了传统方法的亚像素位移在0.5像素左右位移场不连续的问题,减小了亚像素定位误差,获得了更为准确的测量数据。

不同WC含量下WC/Cu复合材料弹性模量实验研究

为了研究数字图像相关方法运用于小试样下WC/Cu复合材料弹性模量测定的准确性,采用粉末冶金法制备出了WC含量不同的WC/Cu复合材料,对试件表面用白漆配合碳粉方法进行制斑,并在万能材料试验机上进行拉伸实验,用CCD相机记录其散斑图。对记录的散斑图进行相关运算,并通过畸变校正理论校正位移计算结果,计算出小应变范围内WC/Cu复合材料的应力应变曲线,得到弹性模量;与传统电测方法结果进行对比,数据吻合较好。结果表明,采用数字图像相关方法和小试件制斑方法运用于WC/Cu复合材料弹性模量的测定是较为精确可靠的。

WC/Al_2O_3颗粒增强Cu基复合材料爆炸粉末烧结实验研究

利用爆炸粉末烧结工艺,探索WC/Al2O3同时作为增强基颗粒制取多种颗粒增强Cu基复合材料的可行性,同时分析了工艺参数对压实坯致密度的影响。研究了复合材料的微观组织和致密度、韧性和硬度等性能,爆炸粉末烧结法可以成功制出WC/Al2O3/Cu多种颗粒增强金属基复合材料。

选区激光烧结WC-10％Co颗粒增强Cu基复合材料的显微组织

利用选区激光烧结工艺制备了WC-10％Co颗粒增强Cu基复合材料,其中WC-Co和Cu的质量比为30:70。X射线衍射和扫描电镜分析证实,粉末激光成形是基于液相烧结机制,其中Cu,Co充当粘结相,WC充当增强相:而激光作用的非平衡性导致形成亚稳相CoC0.25。WC增强颗粒具有3种典型形态(未熔且团聚、部分熔化且部分团聚、熔化且弥散),表明粒径较大的WC以颗粒重排为主要成形机制,而粒径较小的WC则以溶解-析出为主导机制。烧结试样显微硬度平均值HV0.1为3898 MPa,且分布平稳。

WC粉末电镀Cu预处理后热喷涂层的磨损特性

采用电镀技术,在WC粉末表面镀一定量Cu,用常规氧-乙炔焰喷涂制备WC涂层。在干摩擦条件下,对WC涂层/GCr15、45钢/GCr15摩擦副摩擦性能进行测试,SEM分析摩擦面形貌,EDS分析摩擦面元素分布。结果表明,WC涂层/GCr15摩擦副较45钢/GCr15摩擦副摩擦系数高,耐磨性远优于45钢/GCr15摩擦副;WC涂层磨损机理为脆性剥落和磨粒磨损;WC涂层/GCr15摩擦副摩擦面局部粘接,部分GCr15基材粘于WC涂层。

压制过程对Cu-WC合金组织和性能的影响

利用高能球磨冷压烧结的方法制备了Cu WC弥散强化铜合金 ,并对不同压制压力和保压时间的试样进行了性能检测和显微结构分析。结果表明 :压制压力对金属组织与性能的影响比较明显 ,随着压力的增大 ,金属组织进一步细碎 ,密度、硬度、强度逐步提高 ,导电率逐步下降。在压力一定的情况下 ,保压时间对合金组织和性能的影响不太明显 ,对于塑性粉体和简单型坯 ,保压 1min就能使合金粉末坯充分压实。

工艺条件对Cu-WC复合镀层显微硬度的影响

分别选用空气搅拌、超声波搅拌作为搅拌方式,在相同的实验条件下进行了对比实验。比较了两种Cu-WC复合镀层的显微硬度,同时研究了超声波功率对Cu-WC复合镀层显微硬度的影响。结果表明:采用超声波搅拌制备的Cu-WC复合镀层的显微硬度较采用空气搅拌制备的Cu-WC复合镀层的显微硬度提高了19.7%;较低的超声波功率对Cu-WC复合镀层的显微硬度影响不大,而过高的超声波功率不利于Cu-WC复合镀层显微硬度的提高;当超声波功率为240W时,Cu-WC复合镀层的显微硬度达到最大值1681MPa;Cu-WC复合镀层的显微硬度与平均晶粒尺寸基本遵从Hall-Petch关系。

添加元素和制备工艺对Ag(Cu)-WC触头材料性能的影响

分别用固相烧结和熔浸工艺制备Ag（Cu）－WC35和Ag（Cu）－WC65触头材料，研究添加元素Co、Fe、Ni和制备工艺对材料性能的影响．结果表明，WC粉愈细，烧结收缩愈小，硬度愈高．湿混合方式优于干混合．添加Co、Fe、Ni能促进Ag（Cu）－WC烧结．由于形成了金属间化合物，改善了液态铜对WC颗粒表面的润湿性，WC颗粒在液态铜中的重排列更容易进行．X射线衍射和SEM分析表明，WC颗粒表面生成了CO6W6C和CO3W3C金属间化合物．