【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐磨减磨部件，尤其涉及一种铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件及其制备方法。
技术介绍
1、在高压柱塞泵等液压系统中，摩擦副部件（如柱塞、套筒等）需承受高负荷、高速以及复杂工况的严峻挑战，对材料的耐磨性、减摩性能、抗疲劳性和热稳定性提出了极高要求。柱塞泵作为液压系统的核心部件，其性能直接决定整个设备的效率和可靠性，因此，如何提升摩擦副部件的材料性能，尤其是确保其在高压、高速及极端工况下的稳定性，已成为液压行业发展的重要技术难题。
2、液压系统的摩擦副部件多采用铜合金-钢双金属结构，铜合金凭借优异的耐磨性、减摩性能及抗腐蚀性，被广泛应用于摩擦副的接触面；钢材则因其高强度和良好的耐冲击性，通常作为基体材料。目前，铜合金-钢双金属部件的加工工艺主要包括熔化焊、气焊、钎焊、爆炸焊接、热喷涂、固态扩散焊、铸造、机械镶嵌、气相沉积和粉末冶金烧结等，在高压、低速和温度变化较小的常规工况下，铜合金-钢双金属部件能够提供理想的耐磨性与减摩性能，满足液压系统中多数负荷较低或工作环境较为稳定的应用需求；然而，在长期高负载、高压、高速及复杂工况下，钢基体的抗冲击性和尺寸稳定性往往不足，这种不足可能导致接触面之间配合失准，降低密封性能，进而引发流量不足、泵体低压、过热或卡死等故障，此外，液压系统中的流量振动与压力脉动可能导致固定元件松动，诱发谐振现象，从而加速液压系统的损伤，严重时甚至影响整机的性能与使用寿命。为突破这一瓶颈，铜合金-球墨铸铁双金属部件的应用逐渐成为高端液压件制造领域的关注重点，球墨铸铁不仅具备高强度、高塑性和优良
3、铜合金-球墨铸铁双金属部件的制造面临诸多技术难题，主要挑战源于两种材料在物理、化学和力学性能上的显著差异，由于铜合金与球墨铸铁在膨胀系数、熔化温度和流动性等方面存在明显不同，在焊接、铸造等热加工过程中，二者之间的连接常会出现气孔、裂纹和淬硬组织等缺陷，严重影响双金属部件的力学性能和长期稳定性；此外，膨胀系数的差异可能在冷却过程中引发热应力，从而导致界面裂纹的生成，球墨铸铁在热加工冷却阶段极易形成淬硬的淬火组织，这种组织的存在会进一步降低复合层的结合强度，特别是在高温或高压环境下，若这些缺陷未得到有效控制，可能导致铜合金-球墨铸铁双金属部件的失效。
4、针对上述制造过程中的难题和缺陷，激光增材制造技术作为一种高精度、高效率的制造方法，为铜合金-球墨铸铁双金属复合部件的制备提供了可行的解决方案，激光增材制造技术具有一次成形、无模成型和材料利用率高等独特优势，能够灵活满足复杂结构件的制造需求；通过精确设计铜合金粉末的成分，并优化增材制造工艺参数，激光增材制造技术可以实现对铜合金层耐磨性、减摩性以及强度等性能的调控。但是，如何利用激光增材制造技术克服材料间的性能差异，确保铜合金-球墨铸铁双金属部件在极端工况下的稳定性和可靠性，从而满足液压部件的使用需求，仍是当前亟待解决的关键问题。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于提供一种铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，旨在解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、本专利技术实施例是这样实现的，一种铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，包括以下步骤：
3、对球墨铸铁表面进行处理，同时平整表面；
4、将处理后的球墨铸铁置于密闭舱室内，将耐磨减摩层粉末的送粉速度调节至5-8g/min，同时通过预热平台将球墨铸铁加热至150-200℃；其中，所述耐磨减摩层粉末包括质量百分比的6%-8%的增强相粉末，其余的为铜合金球形粉末；所述增强相粉末包括质量百分比为13%-15%的六硼化镧陶瓷粉末，其余的为镍包石墨粉末；所述铜合金球形粉末包括以下质量百分比的原料：cr 1%-1.5%、ni 0.5%-1.2%、zr 0.2%-0.4%、si 0.1%-0.3%、nb0.01%-0.02%，余量为cu；
5、在激光功率为800-1000w、扫描速度为6-8mm/s、离焦量为0、重叠率为40%-50%的工艺参数下，采用激光增材制造技术在球墨铸铁表面逐层堆积铜合金，形成铜合金耐磨减摩层；
6、对铜合金层进行平整处理，并进行超声滚压处理，得到铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件。
7、优选地，所述铜合金球形粉末通过气雾化的方法制备，制备得到的铜合金球形粉末的粒径为50-150μm，松装密度为4-4.5g/cm3，流动性为17.0-18.0s/50g。
8、优选地，所述镍包石墨粉末的粒径为50-150μm，镍包层厚度为1-5μm；所述六硼化镧陶瓷粉末的粒径为150-300nm；所述增强相粉末的制备方法为：将镍包石墨粉末和六硼化镧陶瓷粉末倒入真空球磨罐中球磨处理，使得镍包石墨粉末和六硼化镧陶瓷粉末均匀混合，得到增强相粉末。
9、优选地，所述耐磨减摩层粉末的制备方法为：将铜合金粉末和增强相粉末倒入真空球磨罐中球磨处理，将球磨后的粉末进行过筛处理，控制粉末粒径为50-150μm，再将筛选出的粉末进行真空干燥处理。
10、优选地，所述采用激光增材制造技术在球墨铸铁表面逐层堆积铜合金的步骤，堆积5-7层，所述铜合金耐磨减摩层的厚度为4-5mm。
11、优选地，所述超声滚压处理的工艺参数为：滚压速度400-500mm/min，步距0.1-0.3mm，压下量0.05-0.08mm，静压力0.5-0.8mpa，超声频率22-25khz。
12、本专利技术实施例的另一目的在于提供一种铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件，其采用上述制备方法制备得到。
13、本专利技术实施例提供的一种铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，通过焊前预热，避免了激光增材制造过程中因球墨铸铁受快速加热与冷却影响而产生白口组织和裂纹，利用激光增材技术制备的铜合金耐磨减摩层的显微硬度可达到111.6-175.3hv，选用gcr15钢作为对磨副，测得铜合金表面耐磨减摩层的干摩擦系数为0.11-0.34，利用本专利技术实施例制备方法制备得到的铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件不仅具有优良的耐磨性和减摩性能，且铜合金耐磨减摩层与球墨铸铁基体结合性良好，可满足高压柱塞泵摩擦副的使用需求；
14、利用激光增材制造技术制备的铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件具备高度的定制化潜力，能够灵活满足复杂结构件的需求，通过精准的设计与制造，可以缩短加工周期，并且有效降低材料消耗与制造成本，为该技术在工业领域的广泛应用开辟了新路径。
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1.一种铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，其特征在于，所述铜合金球形粉末通过气雾化的方法制备，制备得到的铜合金球形粉末的粒径为50-150μm，松装密度为4-4.5g/cm3，流动性为17.0-18.0s/50g。
3.根据权利要求1所述的铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，其特征在于，所述镍包石墨粉末的粒径为50-150μm，镍包层厚度为1-5μm；所述六硼化镧陶瓷粉末的粒径为150-300nm；所述增强相粉末的制备方法为：将镍包石墨粉末和六硼化镧陶瓷粉末倒入真空球磨罐中球磨处理，使得镍包石墨粉末和六硼化镧陶瓷粉末均匀混合，得到增强相粉末。
4.根据权利要求1所述的铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，其特征在于，所述耐磨减摩层粉末的制备方法为：将铜合金粉末和增强相粉末倒入真空球磨罐中球磨处理，将球磨后的粉末进行过筛处理，控制粉末粒径为50-150μm，再将筛选出的粉末进行真空干燥处理。
5.根据权利要求
6.根据权利要求1所述的铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，其特征在于，所述超声滚压处理的工艺参数为：滚压速度400-500mm/min，步距0.1-0.3mm，压下量0.05-0.08mm，静压力0.5-0.8MPa，超声频率22-25kHz。
7.一种铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件，其特征在于，其采用如权利要求1-6任一所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，其特征在于，所述铜合金球形粉末通过气雾化的方法制备，制备得到的铜合金球形粉末的粒径为50-150μm，松装密度为4-4.5g/cm3，流动性为17.0-18.0s/50g。
3.根据权利要求1所述的铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，其特征在于，所述镍包石墨粉末的粒径为50-150μm，镍包层厚度为1-5μm；所述六硼化镧陶瓷粉末的粒径为150-300nm；所述增强相粉末的制备方法为：将镍包石墨粉末和六硼化镧陶瓷粉末倒入真空球磨罐中球磨处理，使得镍包石墨粉末和六硼化镧陶瓷粉末均匀混合，得到增强相粉末。
4.根据权利要求1所述的铜合金-球墨铸铁双金属耐磨减摩部件的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏金龙，邱小明，梁静伟，阮野，张天宇，陈国太，邢飞，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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