本文關(guān)鍵詞：噴涂方法制備導(dǎo)電銅涂層組織及性能分析

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【摘要】：目前,高壓電氣鋁合金開關(guān)產(chǎn)品很大一部分采用的是表面鍍銅或者鍍銀工藝,由于表面電鍍時(shí)間較長(zhǎng),工藝較為復(fù)雜,并且有污染物殘留,影響環(huán)境。因此尋找一種綠色環(huán)保,可以有效降低工藝復(fù)雜性、提高生產(chǎn)效率的銅涂層制備方法迫在眉睫。本文分別利用電弧噴涂、等離子噴涂和冷噴涂方法在5052和2A12鋁合金表面制備Cu涂層,通過掃描電鏡、光學(xué)金相顯微鏡、X射線衍射分析方法、電阻率的測(cè)量以及拉伸試驗(yàn)對(duì)Cu涂層的組織及性能進(jìn)行研究,并與電鍍層進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明,電弧噴涂制備涂層過程中,采用壓縮空氣作為氣源時(shí),涂層中存在Cu2O夾雜物,更換氮?dú)夂蜌鍤庾鳛闅庠春?噴涂中幾乎不存在氧化現(xiàn)象。等離子噴涂的Cu涂層與5052和2A12鋁合金基體結(jié)合較好,銅涂層組織呈層狀堆疊,采用500A的電流能夠獲得較理想的涂層。采用Ni5Al作為粘結(jié)層后,涂層的孔隙減少,結(jié)合性能有所提升。采用冷噴涂和電鍍方法制備的Cu涂層較薄,涂層與基體嵌合較牢固,幾乎不存在熱噴涂過程中形成的層狀疊加結(jié)構(gòu)。采用電鍍銅方法制備的銅鍍層存在短時(shí)間氧化變色問題,表面呈現(xiàn)近似球狀的胞狀結(jié)構(gòu)。采用電弧噴涂方法制備的Cu涂層和基體的結(jié)合強(qiáng)度在14MPa左右,氣源不同對(duì)電弧噴涂后的涂層與基體結(jié)合影響不大。電弧噴涂的涂層孔隙率在5%以下,涂層中層狀組織堆疊效果明顯;等離子噴涂的涂層孔隙率在8%~10%之間。通過XRD檢測(cè)發(fā)現(xiàn),使用冷噴涂方法更適合制備導(dǎo)電用銅涂層。采用四探針測(cè)試儀測(cè)試不同涂層的電阻率,發(fā)現(xiàn)等離子噴涂、電弧噴涂和冷噴涂的電阻率相差較小,接近于純銅的電阻率。溫升試驗(yàn)證明,噴涂方法制備的涂層可以用于鋁合金高壓開關(guān)靜接觸表面。
【關(guān)鍵詞】：等離子噴涂 電弧噴涂 涂層 冷噴涂 電阻率
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 熱噴涂技術(shù)概述10-11
• 1.2 電弧噴涂技術(shù)概述11-13
• 1.2.1 電弧噴涂的特點(diǎn)12-13
• 1.3 等離子噴涂技術(shù)概述13-17
• 1.3.1 等離子噴涂技術(shù)發(fā)展歷史14-15
• 1.3.3 等離子噴涂涂層結(jié)構(gòu)及噴涂參數(shù)15-17
• 1.4 冷噴涂技術(shù)概述17-18
• 1.5 電鍍工藝概述18-19
• 1.6 銅基觸頭材料及發(fā)展19-20
• 1.6.1 觸頭材料性能要求19
• 1.6.2 銅基涂層材料的制備19-20
• 1.7 課題提出及主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備和方法21-29
• 2.1 材料的選擇及實(shí)驗(yàn)設(shè)備21-23
• 2.1.1 基體材料的選擇21-22
• 2.1.2 涂層材料22
• 2.1.3 粘結(jié)層材料22-23
• 2.1.4 電弧噴涂實(shí)驗(yàn)設(shè)備23
• 2.1.5 等離子噴涂實(shí)驗(yàn)設(shè)備23
• 2.1.6 冷噴涂實(shí)驗(yàn)設(shè)備23
• 2.2 噴涂預(yù)處理及工藝參數(shù)23-24
• 2.2.1 粉末準(zhǔn)備及基體處理23-24
• 2.2.2 噴砂粗化24
• 2.2.3 噴涂參數(shù)選擇24
• 2.3 電鍍工藝24-25
• 2.4 顯微組織分析25-29
• 2.4.1 宏觀形貌分析25-26
• 2.4.2 光學(xué)金相顯微鏡及掃描電鏡分析26
• 2.4.3 涂層成分與結(jié)構(gòu)分析26
• 2.4.4 涂層孔隙率分析26
• 2.4.5 表面粗糙度分析26-27
• 2.4.6 涂層硬度測(cè)試27
• 2.4.7 抗拉強(qiáng)度測(cè)試27-28
• 2.4.8 電阻率檢測(cè)28
• 2.4.9 溫升實(shí)驗(yàn)28-29
• 第3章 不同方法制備涂層形貌分析29-58
• 3.1 電弧噴涂法制備涂層29-35
• 3.1.1 5052鋁合金基體噴涂涂層截面形貌29-31
• 3.1.2 2A12鋁合金基體噴涂涂層截面形貌31-35
• 3.2 等離子噴涂法制備涂層35-43
• 3.2.1 5052鋁合金基體噴涂涂層截面形貌35-37
• 3.2.2 2A12鋁合金基體噴涂涂層截面形貌37-40
• 3.2.3 使用Ni5Al粘結(jié)層的涂層形貌40-43
• 3.3 冷噴涂法制備涂層43-44
• 3.4 電鍍層形貌分析44-46
• 3.5 XRD結(jié)果分析46-53
• 3.5.1 電弧噴涂涂層46-48
• 3.5.2 等離子噴涂涂層48-50
• 3.5.3 冷噴涂涂層50-51
• 3.5.4 電鍍層51-53
• 3.6 噴涂涂層孔隙率分析53-56
• 3.6.1 電弧噴涂涂層53-55
• 3.6.2 等離子噴涂涂層55-56
• 3.6.3 冷噴涂涂層56
• 3.7 本章小結(jié)56-58
• 第4章 涂層性能測(cè)試58-65
• 4.1 涂層表面粗糙度分析58
• 4.2 涂層表面硬度的測(cè)量58-60
• 4.3 涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量60-61
• 4.4 涂層電阻率測(cè)量61-62
• 4.5 溫升實(shí)驗(yàn)62-63
• 4.6 本章小結(jié)63-65
• 第5章 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 在學(xué)研究成果69-70
• 致謝70

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1 陳麗梅;李強(qiáng);;等離子噴涂技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J];熱處理技術(shù)與裝備;2006年01期

2 ;武漢材保所：重新啟用高能等離子噴涂設(shè)備 為建設(shè)“兩型”社會(huì)作貢獻(xiàn)[J];表面工程資訊;2008年02期

3 ;等離子噴涂設(shè)備簡(jiǎn)介[J];材料保護(hù);1966年04期

4 ;等離子噴涂[J];機(jī)車車輛工藝;1971年05期

5 高奉周;;大功率等離子噴涂槍鑒定會(huì)在沈陽(yáng)舉行[J];焊接;1980年06期

6 耿家林;;等離子噴涂修復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)桿[J];航空工藝技術(shù);1981年07期

7 谷式，

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