铜/钢MIG复合增材制造组织及性能研究

摘要

利用MIG复合增材制造方法在20 mm厚低碳钢上交替熔覆硅青铜与304不锈钢制备复合增材制造熔覆层,对3种不同增材制造路径制备的熔覆层成形质量进行了研究,揭示了不同熔覆层显微组织特点和硬度分布。研究结果表明,铜和钢熔覆层熔合线处均形成了良好的冶金结合,铜熔覆层会产生气孔,钢熔覆层中会形成铜向钢的渗透裂纹,铜层会向钢熔覆层塌陷。在铜熔覆层,钢会渗入铜中形成固溶体,该区域显微组织表现为球形的铁基固溶体弥散分布在铜基固溶体中;在钢熔覆层,底部钢呈细小的柱状晶沿垂直熔合线方向生长,并向顶部慢慢长大,当钢层作为最顶层熔覆层时,会形成等轴晶。铜熔覆层硬度在90~175 HV左右,随着进入铜层的钢含量增多而增大。304不锈钢熔覆层硬度在160~526 HV左右,而在钢熔覆层中临近铜熔覆层区域,由于Si元素的渗入,硬度会显著提高。