[发明专利]一种高性能铜合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能铜合金及其制备方法，包括基层，所述基层的表面设置有中间层，中间层的表面设置有钨合金层，钨合金层的表面设置有陶瓷材料层，陶瓷材料层的表面设置有白色石墨烯层。本发明通过在基层上沉积中间层，其中的Al‑Mg合金能够提高整个铜合金的强度和抗腐蚀性能，通过沉积钨合金层，其中的钨合金熔点高，而且高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电性能都好，能够提高整个铜合金的耐高温等性能，通过沉积陶瓷材料层，其中的陶瓷材料耐高温性能很好，能够提高整个铜合金的耐高温性能，通过涂刷白色石墨烯层，其中的白色石墨烯能够为铜合金增韧，提高整个铜合金的耐高温、耐腐蚀、绝缘、导热、高阻隔等性能。

技术领域

本发明涉及铜合金材料技术领域，具体为一种高性能铜合金及其制备方法。

背景技术

铜合金作为当今一种重要的金属材料，指以铜为基体，加入其他元素组成的合金，铜具有良好的力学、物理和化学性能，而在铜内添加适宜元素形成的铜合金抗氧化性、耐蚀性、高温强度强，并且能够改善某些物理性能，因此铜合金广泛使用在能源开发、化工、电子、航海、航空和航天领域，铜合金由于其强度、硬度、抗震性、耐蚀性、抗氧化性、高温强度和某些物理性能等综合性能较强，在航空航天领域发挥了不可替代的作用，例如火箭发动机的燃烧室和推力室的内衬，可以利用铜的优良导热性来进行冷却，以保证发动机的温度在允许的范围内，随着技术的发展与社会的实际需求，对航空器的速度要求也越来越高，航空器的提速就意味着发动机的运转速度逐渐提高，就会导致发动机叶片的表面温度逐渐提高，尽管铜合金拥有众多优异的性能，但是由于其熔点在1080℃左右，且在高温下极易氧化的特性大大限制了铜合金在高温条件下的使用，另外铜合金的强度也不能满足越来越高的使用要求，降低了铜合金的实用性，不利于使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能铜合金及其制备方法，具备耐高温性能好且强度高的优点，解决了现有铜合金耐高温性能较差且强度较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能铜合金及其制备方法，包括基层，所述基层的表面设置有中间层，所述中间层的表面设置有钨合金层，所述钨合金层的表面设置有陶瓷材料层，所述陶瓷材料层的表面设置有白色石墨烯层，所述白色石墨烯层的表面设置有泡沫碳层，所述泡沫碳层的表面设置有保护层，所述基层包括黄铜合金层，所述黄铜合金层的表面设置有镍铜合金层。

优选的，所述黄铜合金层的材质采用黄铜合金制成，所述镍铜合金层的材质采用镍铜合金制成。

优选的，所述中间层的材质采用Al-Mg合金制成，所述钨合金层的材质采用钨合金制成，所述中间层的厚度为100-300μm，所述钨合金层的厚度为100-300μm。

优选的，所述陶瓷材料层的材质采用陶瓷材料制成，所述白色石墨烯层的材质采用白色石墨烯制成，所述陶瓷材料层的厚度为150-500μm，所述白色石墨烯层的厚度为10-100μm。

优选的，所述泡沫碳层的材质采用泡沫碳制成，所述保护层的材质采用氧化锆制成，所述泡沫碳层的厚度为50-200μm，所述保护层的厚度为10-100μm。

优选的，一种高性能铜合金制备方法，包括如下步骤：

步骤一：

利用HVOF法在黄铜合金层的表面沉积镍铜合金层，随后将黄铜合金层和镍铜合金层形成的基层进行打磨、电净除油、活化之后和后处理。

步骤二：

利用HVOF法在步骤一得到的黄铜合金层和镍铜合金层形成的基层表面沉积中间层，并且利用HVOF法在中间层的表面沉积钨合金层。

步骤三：

利用HVOF法在步骤二得到的钨合金层表面沉积陶瓷材料层，随后利用涂刷法在陶瓷材料层的表面沉积白色石墨烯层。

步骤四：