空间结构增强金属基复合材料是一种全新的复合材料增强方式,这种三维空间结构避免了常规颗粒、晶须、短纤维、连续长纤维等作为增强体引起的组织分布不均匀及各向异性等问题。现有的空间结构增强铜基复合材料,通过粉末冶金、烧结或化学气相沉积方法制备增强体,很难实现增强体结构的有效控制,无法准确调控铜基复合材料的性能。实现增强体结构分布的有效控制尚较困难。3D打印能够实现复杂结构的直接成形,制备出传统工艺无法加工的空间构型。为复合材料增强体的构建提供了新的思路。本文利用选区激光熔化打印出不同单元体结构或尺寸的18Ni300空间结构,并采用重力浇铸、真空吸铸及挤压铸造工艺,制备出空间结构增强铜基复合材料,研究不同浇铸工艺对铜基复合材料成型性、界面结合情况及性能的影响。通过对比分析,确定制备18Ni300空间结构增强铜基复合材料的最佳浇铸工艺为挤压铸造。利用OM,SEM,EDS,Micro-area XRD等表征手段对挤压铸造制备出的18Ni300空间结构增强铜基复合材料的微观组织及界面结合效果进行检测分析,并对不同尺寸18Ni300空间结构增强铜基复合材料的硬度、室温压缩性能及磨损性能进行研究。挤压铸造制备18Ni300空间结构增强铜基复合材料的硬度、室温压缩试验、磨损试验结果和复合材料微观组织、压缩形貌及摩擦磨损形貌分析结果表明:空间结构增强体与铜基体结合良好,有效提高了复合材料的性能;随着空间结构单元尺寸的减小,复合材料增强体体积分数不断增加,硬度、屈服强度及耐磨性提高。18Ni300空间结构单元体尺寸为0.75 mm时,复合材料增强体体积分数为13.35%,硬度达到120 HBW,为铜基体硬度的1.71倍;铜基复合材料轴向的屈服强度为427 MPa,是纯铜轴向压缩屈服强度的2.1倍;载荷40 N、线速度0.75 m/s、磨损时间25 min条件下的体积磨损量为35.4 mm~3,比铜基体磨损量降低58%。由于增强体的作用,复合材料的抗压缩变形能力整体高于纯铜,复合材料的磨损机制主要是磨粒磨损,与纯铜的粘着磨损机制有显著不同。