铜合金模具材料电子束选区熔化成形件耐磨性及机理分析

摘要

采用电子束选区熔化成形技术在316L不锈钢基板上成形CuAl0Fe3铜合金块体试样,分析了合金试样的物相组织,微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能,揭示了EBSM铜合金的磨损机制和耐磨机理.结果表明,EBSM铜合金成形件的物相结构为fcc结构的基体塑性α相+交替片成(α+γ2)共析相+纳米级弥散分布的K相;截面微观组织为尺寸在30～45μm的等轴胞状晶;由于金属增材制造电子束快冷条件而引起的细晶强化、硬脆相和富铁K相的弥散强化,使得EBSM成形件的平均显微硬度达到215HV,是锻造合金的1.3倍;同时EBSM件在相同干摩擦条件下摩擦系数和磨损体积均小于锻件,耐磨性较锻件提高了1.23倍.磨痕形貌观察,EBSM件的磨损机制主要为磨粒磨损,同时伴随着有粘着磨损、疲劳磨损和氧化磨损.