CN1995439A - 一种在纯铜或铜合金板上喷涂厚钨涂层的方法 - Google Patents

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刘敏
邝子奇
朱晖朝
邓畅光
王枫
宋进兵
代明江
张忠诚
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Abstract

一种在纯铜或铜合金板上喷涂厚钨涂层的方法，包括如下步骤：首先用常规清理工序对铜板的表面进行清洁处理后，在低压条件下用等离子转移弧清理铜板表面同时预热；然后进行从纯铜涂层开始到纯钨涂层的梯度涂层喷涂，按质量百分比增加钨的含量同时减少铜的含量直至过渡到纯钨涂层而得到由纯铜涂层—铜钨混合的过渡涂层—纯钨涂层组成的梯度涂层；最后再喷涂厚的钨涂层而得到所需涂层。本发明由于采用由纯铜涂层—铜钨混合的过渡层—纯钨涂层组成的梯度涂层喷涂的方法，从基体到涂层热膨胀系数是逐渐变化的，有效解决了铜基体的热膨胀系数与涂层的热膨胀系数不匹配的问题或突然变化的问题，减小涂层与基体的应力，效果非常好。

Description

一种在纯铜或铜合金板上喷涂厚钨涂层的方法
技术领域
本发明涉及一种低压或真空等离子在铜板或铜合金板上喷涂厚钨涂层的方法。
背景技术
低压或真空等离子喷涂技术由于具有火焰速度快，涂层结合强度高，而且在低压或真空条件下涂层成分不易产生氧化和其他杂质污染，涂层成分纯度高等优点，因而，特别适合于喷涂一些容易氧化和涂层纯度要求较高的金属。目前，纯铜或铜合金板表面喷涂钨涂层的方法较多，其中，采用常压等离子喷涂在铜基体上直接喷涂钨涂层为主要喷涂方法，但其抗热震性能较差和涂层的结合强度不高，原因是由于铜和钨的热膨胀系数相差太大以及铜板容易氧化，使得利用常压等离子喷涂方法得到涂层的抗热震性能和结合强度一直不好，极容易影响具有涂层的铜板的使用效果。也有采用低压或真空等离子喷涂并且在铜或铜合金与钨涂层之间加一层镍基过渡层，虽然能够提高一些涂层的结合强度和热震性能，但还是存在基体、过渡层、涂层之间热膨胀系数突然变化的问题，因此效果也不是很好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可有效解决涂层抗热震性能和提高涂层与纯铜或铜合金的结合力，工序简单、高效率的低压或真空等离子喷涂在纯铜或铜合金板上喷涂厚钨涂层的方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种在纯铜或铜合金平板上喷涂纯钨涂层的方法，其特点在于包括如下步骤：首先用常规清理工序对铜板或铜合金板的表面进行清洁处理；其次，在抽取到预定真空后填充保护气体氩气，开启转移弧对需要喷涂的纯铜或铜合金板表面进行转移弧清理和预热；然后开启两个送粉器进行梯度涂层喷涂，其中两个送粉器中一个装铜粉，一个装钨粉，此时逐渐改变两个送粉器的送粉量，按体积百分比取铜粉从100％-0％、钨粉从0％-100％的比例变化将其同时送到火焰中，并逐步降低铜粉的含量、提高钨粉的含量进行表面喷涂而得到由纯铜涂层-铜钨混合的过渡涂层-纯钨涂层组成的梯度涂层，最后在表面喷涂厚的纯钨涂层，得到所需涂层。
本发明由于采用由纯铜涂层-铜钨混合的过渡层-纯钨涂层组成的梯度涂层喷涂的方法，从基体到涂层热膨胀系数是逐渐变化的，有效解决了铜基体的热膨胀系数与涂层的热膨胀系数不匹配的问题或突然变化的问题，减小涂层与基体的应力，效果非常好。同时低压或真空等离子喷涂环境下采用转移弧对需要喷涂的纯铜或铜合金板表面进行转移弧清理和预热，通过转移弧的清理使铜基体露出活性和洁净的表面，从而达到提高涂层的结合强度的技术效果；而真空预热又能提高纯铜或铜合金与铜涂层的结合力。从而使本发明利用低压或真空等离子喷涂设备对纯铜或铜合金板的表面进行逐步由纯铜涂层过渡到纯钨涂层的方法可以在铜基体上喷出结合力和热震性能较好的厚的纯钨涂层，达到本发明的目的。
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明：
附图说明
图1是本发明所述的等离子喷涂实施方案的结构组成示意图；
图2是本发明所述的基体及各涂层的组成示意图。
具体实施方式
如图1～图2所示，选用100mm×100mm的铜合金板，首先用常规清理工序对纯铜或铜合金板基体3的表面进行光洁处理；真空室内抽取到预定真空下，然后填充保护气体氩气到100Pa左右，开启转移弧对需要喷涂铜或的铜合金板基体3表面进行转移弧清理和预热，喷涂时开启两个送粉器，其中一个是铜粉送粉器1，另一个是钨粉送粉器2。逐渐改变两个送粉器的送粉量，在纯铜或铜合金板基体3上从纯铜粉开始喷涂，逐步减少铜的送粉量相应增加钨的送粉量，其体积百分比的变化为铜粉从100％至0％逐渐减小，钨粉从0％至100％逐渐增大，并将其同时送到火焰中，最后纯钨粉喷涂得到所需涂层4。其中纯铜涂层41和铜钨过渡层42总厚度大约0.2-0.5mm左右，此时所述的纯铜涂层41厚度为0.1～0.2mm，所述的铜钨混合的过渡涂层42的厚度为0.2～0.3mm并在此涂层上继续喷纯钨涂层43，得到2mm以上的结合强度极好的纯钨涂层43。

Claims (2)

1、一种在纯铜或铜合金板上喷涂厚钨涂层的方法，其特征在于包括如下步骤：首先用常规清理工序对铜板或铜合金板(3)的表面进行清洁处理后，在低压条件下用等离子转移弧清理铜板或铜合金板表面和进行预热；然后进行从纯铜涂层(41)开始到纯钨涂层(43)的梯度涂层(4)喷涂，按质量百分比增加钨的含量同时减少铜的含量直至过渡到纯钨涂层(43)而得到由纯铜涂层(41)-铜钨混合的过渡涂层(42)-纯钨涂层(43)组成的梯度涂层(4)；最后再喷涂厚的纯钨涂层(43)而得到所需涂层。
2、根据权利要求1所述的在纯铜或铜合金板上喷涂厚钨涂层的方法，其特征在于上述纯铜涂层(41)厚度为0.1～0.2mm，上述铜钨混合的过渡涂层(42)厚度为0.2～0.3mm，上述纯钨涂层(43)的厚度为1.0～5.0mm。
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