一种Cu-Cr合金基材表面层中Cr相粒子均匀弥散化方法技术

本发明专利技术提供一种Cu‑Cr合金基材表面层中Cr相粒子均匀弥散化方法，包括如下步骤：选择Cr含量在20～60wt.％的Cu‑Cr合金基材，对其表面进行打磨和清洁；放置在惰性气体保护仓内的工作台上；将激光原位设备的激光参数调整至小于常规激光原位合金化时参数的1/3，对Cu‑Cr合金基材进行一次连续激光扫描；将激光原位合金化的工作平台进行水平旋转，将激光参数调整至大于常规激光原位合金化时参数的1/3后，以偏离第一次扫描轨迹的扫描方式对Cu‑Cr合金基材进行二次连续激光扫描。本发明专利技术在Cu‑Cr合金的表面层形成球形、弥散分布的显微组织，表面区域的成分配比不发生变化，大幅提高了Cu‑Cr合金的力学性能(硬度、拉伸强度)和极大提升了材料的电学性能。

A Method of Uniform Dispersion of Cr Phase Particles in Surface Layer of Cu-Cr Alloy Substrate

The invention provides a method for uniform dispersion of Cr phase particles in the surface layer of a Cu_Cr alloy substrate, which includes the following steps: selecting a Cu_Cr alloy substrate with a Cr content of 20-60 wt.% to polish and clean its surface; placing it on a working table in an inert gas protection bin; adjusting the laser parameters of the laser in-situ equipment to less than one third of those of the conventional laser in-situ alloying, and adjusting the laser parameters of the laser in-situ equipment to one third of those of the conventional laser in-situ alloying. Cu Cr alloy substrates were scanned by a continuous laser. The working platform of laser in-situ alloying was rotated horizontally, and the laser parameters were adjusted to 1/3 of those of conventional laser in-situ alloying. The second continuous laser scanning of Cu Cr alloy substrates was carried out in a scanning mode deviating from the first scanning trajectory. The present invention forms spherical and dispersive microstructures on the surface layer of the Cu_ Cr alloy, and the composition ratio of the surface area does not change. The mechanical properties (hardness, tensile strength) of the Cu_ Cr alloy are greatly improved and the electrical properties of the material are greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种Cu-Cr合金基材表面层中Cr相粒子均匀弥散化方法
本专利技术属于材料科学与表面工程
，特别涉及一种能够使Cu-Cr合金基材的表面层中Cr相粒子均匀弥散分布在Cu基体中的弥散化方法。
技术介绍
Cu-Cr合金在轨道交通、高压输变电网等领域有着广泛的应用前景，起到了供电和驱动的关键作用。Cu-Cr合金的显微组织的弥散化能极大提升其力学和电学性能，因此，开发出一种弥散型Cu-Cr合金材料的制备技术，具有重大的科研和应用价值。但是，Cu-Cr合金熔体由于Cu和Cr元素的不混溶特性，在凝固期间存在着液-液相变过程，两者的比重差极易导致组织的宏观偏析，其制备与应用受到了限制。在共晶点上，Cu和Cr中和Cr在Cu中的最大溶解度分别为0.77％和0.08％(摩尔质量分数)。常温下Cu和Cr两元素几乎不互溶，两组元既不形成固溶体，又不形成金属间化合物，而是以机械混合物的形式存在。在传统熔铸过程中，极易形成显微组织偏析、分布不均甚至形成两相分层的组织。出于提高生产效率和节约成本的考虑，商用Cu-Cr合金的制备方法主要采用粉末冶金法(烧结法、熔渗法)，但是该方法无法有效解决显微组织分布不均的问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Cu‑Cr合金基材表面层中Cr相粒子均匀弥散化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100，选择Cr含量在20～60wt.％的Cu‑Cr合金基材，对其表面进行打磨和清洁；步骤200，将处理后的Cu‑Cr合金基材放置在惰性气体保护仓内的工作台上，且工作台位于激光原位设备的工作区内；步骤300，将激光原位设备的激光参数调整至小于常规激光原位合金化时参数的1/3，对Cu‑Cr合金基材进行一次连续激光扫描，以增加Cu‑Cr合金基材的表面粗糙度至2.5～4μm，此时Cu‑Cr合金基材表面层中的Cr相粒子形状为半融的条状；步骤400，将激光原位合金化的工作平台进行水平旋转，将激光参数调整至大于常规激...

【技术特征摘要】
1.一种Cu-Cr合金基材表面层中Cr相粒子均匀弥散化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100，选择Cr含量在20～60wt.％的Cu-Cr合金基材，对其表面进行打磨和清洁；步骤200，将处理后的Cu-Cr合金基材放置在惰性气体保护仓内的工作台上，且工作台位于激光原位设备的工作区内；步骤300，将激光原位设备的激光参数调整至小于常规激光原位合金化时参数的1/3，对Cu-Cr合金基材进行一次连续激光扫描，以增加Cu-Cr合金基材的表面粗糙度至2.5～4μm，此时Cu-Cr合金基材表面层中的Cr相粒子形状为半融的条状；步骤400，将激光原位合金化的工作平台进行水平旋转，将激光参数调整至大于常规激光原位合金化时参数的1/3后，以偏离第一次扫描轨迹的扫描方式对Cu-Cr合金基材进行二次连续激光扫描，此时Cu-Cr合金基材中的Cr粒子形状为全融后的球状。2.根据权利要求1所述的均匀弥散化方法，其特征在于，所述步骤200中惰性气体保护仓内的氧和氮含量小于50ppm。3.根据权利要求1所述的均匀弥散化方法，其特征在于，所述打磨后Cu-Cr合金基材的表面粗糙度为1～2μm；第一次激光扫描后所述Cu-Cr合金基材的表面粗糙度增加至2.5～4μm。4.根据权利要求1所述的均匀弥散化方法，其特征在于，所述将激光原位设备的激光参数调整至小于常规激光原位合金化时参数的1/3的具体数值为：功率密度：1×102MW/m2～1×10...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞钢，张犁天，郑彩云，何秀丽，李少霞，宁伟健，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11