【正文】 長，由于時效析出相的聚集和長大，與基體脫離共格關系，合金的硬度(強度)下降較顯著，隨時效時間的繼續(xù)增加，合金的導電率基本呈現(xiàn)升高的趨勢，通過對CuCo2Be合金硬度和導電率的綜合考慮，在460℃時效1h，合金能獲得良好的綜合性能。在CuCo2Be合金中，460℃時效1h處理后的金相組織如圖34所示： (a) (b) 圖34 460℃時效1h時效后的金相組織 一般對時效強化型合金來說，時效溫度高，達到時效強化(峰值)的時間短，但效果比時效溫度低、時間長的合金差，且高溫時效快，很容易產(chǎn)生過時效。所以，通常選擇的溫度低于最高時效溫度，再適當延長保溫時間，通過緩慢時效過程來獲得好的強化效果應用。通過對CuCo2Be合金硬度和導電率的綜合考慮以及依據(jù)工程使用環(huán)境情況，在460℃1h的時效處理，合金能獲得良好的綜合性能。 等離子噴涂工藝參數(shù)正交試驗結果與分析 Cr3C2NiCr涂層和界面微觀組織結構圖37為在最佳優(yōu)化工藝參數(shù)下獲得的試樣橫截面SEM微觀組織顯微圖。EDS分析表明：涂層組織特征為連續(xù)的變形充分的NiCr粘結相上分布著不同形狀的硬質顆粒Cr3C2，其中硬質顆粒Cr3C2呈深灰色，NiCr粘結相呈淺灰色。從圖中可以看出，圖片的上部分為銅基體組織，下部分為圖層部分，涂層與基體結合比較緊密。經(jīng)過噴砂處理的銅合金基體表面粗糙不平，涂層與基體犬牙交錯，結合面較致密，孔隙較少。圖37 Cr3C2NiCr涂層形貌從圖37中可以看出，橫截面組織呈典型的層狀結構，較平扁，無較明顯的氣孔和缺陷。在噴涂過程中，霧化顆粒以一定的速度撞擊并積覆到基體的表面，先接觸的顆粒冷卻速度快，顆粒鋪展受到限制。后飛來的粒子，由于不與銅基體直接接觸，冷卻速度較慢，顆粒凝固冷卻時間變長，積覆到先到達的粒子表面時，在撞擊力的作用下，以一定的變形量進行鋪展，同時在受到后飛來的霧化顆粒再次撞擊時，可發(fā)生較大的變形，冷卻后便形成層狀組織。涂層中間部分由于冷卻速度慢，有足夠的時間鋪展，同時還受到后飛來粒子的撞擊，在撞擊力作用下，鋪展充分，組織最致密。最外部分涂層雖然冷卻速度也較慢，但由于后飛來的粒子少，撞擊力減少，鋪展較差，組織存在一定量的孔隙。如圖38為Cr3C2NiCr涂層與基體兩側EDS線掃描結果，從圖（b）、（c）中可以看出，涂層中的Cr、Ni元素已經(jīng)從涂層中向銅基體中擴散，同時，CuCo2Be合金中的Cu、Co元素也已存在于涂層組織中，這說明：等離子噴涂時，焰流溫度很高，粒子受熱熔化狀態(tài)較好，速度也較快，具有較高的能量，熔融粒子撞擊到銅合金基體表面時，與合金元素之間的發(fā)生了相互擴散的現(xiàn)象，界面處已經(jīng)出現(xiàn)涂層原子與基體原子相溶的現(xiàn)象，所以涂層的結合方式為微冶金結合方式。（a）涂層面掃描顯微圖 （b）Cr元素EDS面掃描圖 （c）Ni元素EDS面掃描圖 （d）Cu元素EDS面掃描圖 （e）Co元素EDS面掃描圖圖38 Cr3C2NiCr涂層EDS面掃描分析 涂層顯微硬度分析如表37及圖39所示，從涂層的表面開始，涂層硬度持續(xù)升高，達到525HV后到距離界面較近處，硬度下降至149HV，這是因為在典型的層狀組織中，中間的組織最為致密，硬度應該為最高，從涂層中部到界面結合處，組織致密度逐漸下降，硬度明顯降低，是因為界面結合處組織存在缺陷，并且銅基體在等離子噴涂過程中，出現(xiàn)一定的過時效現(xiàn)象，硬度因此明顯降低。表37 涂層顯微硬度分布基體界面涂層編號21012硬度/HV525圖39 涂層顯微硬度圖如圖39所示，為涂層顯微硬度打點圖，圖中可以清楚的觀察到在涂層與界面的交界處存在微小的孔隙及其他缺陷，因此當顯微硬度儀的壓頭正好打在微小孔隙處或缺陷上時，便會出現(xiàn)硬度極低的情況。當顯微硬度儀壓頭正好打在涂層與基體結合處時，硬度值就較低，但依然比基體高。在銅基體中，從結合界面至內部，受熱依次遞減，靠近界面處的基體，等離子噴涂時受熱溫度最高，基體產(chǎn)生過時效，硬度值下降較大。而且，在等離子噴涂前，銅合金基體要進行噴砂糙化，高速的砂子在對銅基體表面進行粗化的同時，會對基體起到類似噴丸的作用效果，使銅合金產(chǎn)生部分壓縮冷變形，出現(xiàn)冷變形強化，從而強度、硬度獲得了提高。此外，噴涂粒子對基體的高速撞擊也可能使基體表層強度、硬度提高。結 論本文通過對高強銅合金CuCo2Be合金的熱處理工藝及CuCo2Be合金表面熱噴涂強化工藝的研究，可得出以下結論：（1）確定較佳的熱處理工藝：經(jīng)試驗，在950℃，460℃1h時效銅合金后，能得到較好的綜合性能，%IACS，能夠滿足結晶器銅合金使用要求。（2）以涂層與基體的結合強度為指標，通過正交分析法，對各種噴涂參數(shù)的控制，通過極差和元素位極圖得出最優(yōu)組參數(shù)為功率20kw、送粉速率15gmin噴涂距離為90mm、min1， ；各種參數(shù)對噴涂工藝影響大小依次為：功率送粉速率主氣流量 噴涂距離。（3）利用SEM、EDS分析測試手段，研究了斷口形貌和涂層的組織結構，結果表明涂層與基體間的結合方式為微冶金結合。致 謝本論文是在李惠老師的悉心指導下完成的。李老師治學態(tài)度嚴謹，工作認真負責，誨人不倦，平易近人的人格魅力對我影響深遠。在試驗過程中，不僅使我樹立了遠大的學習目標、掌握了基本的學習方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，都是在李老師的指導下完成的，傾注了老師大量的心血。在此，謹向李老師表示崇高的敬意和衷心的感謝!本論文的完成也離不開學長呂林等幾位學長以及辦公室任老師、呂老師的幫忙，在此一并表示感謝！本論文雖然得到了很多老師的悉心指導，由于本人水平有限，文中難免有不當之處，敬請各位老師不吝賜教。我會在以后的學習和工作中不斷學習，以提高自己水平。最后，謹向所有給予我關心和幫助的老師、同學表示衷心的感謝！感謝參加論文評審和答辯的各位老師！參考文獻[1] 鄒莉. 等離子噴涂技術及其應用[J]. 昆明冶金高等?？茖W校學報, 2005, (5): 2124[2] 周慶生. 等離子噴涂技術及其在機床維修中的應用[J]. 制造技術與機床, 1980, (2): 3942[3] 閻洪. 金屬表面處理新技術[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社, 1996.[4] 王慶娟, 徐長征, 鄭茂盛等. 高強高導電銅合金的研究現(xiàn)狀[J]. 西安建筑科技大學學報(自然科 學版). 2006, 38(5): 732.[5] Szablewski J, Haimant R. 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