[發(fā)明專利]一種在軸類金屬材料表層形成納米梯度組織的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210103152.5
• 申請日: 2012-04-10
• 公開（公告）號: CN102643966A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 斯曉;陶乃镕;盧柯
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: C21D7/04
• 分類號: C21D7/04
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種在軸類金屬材料表層形成納米梯度組織的方法，其特征在于，采用球形處理刀具在旋轉(zhuǎn)的軸類金屬材料表面進(jìn)行滾動，同時球形處理刀具沿被處理工件軸向運(yùn)動，在材料表層產(chǎn)生塑性變形，使被處理工件材料表層晶粒發(fā)生晶粒細(xì)化而形成梯度納米組織，其變形層的深度達(dá)到100-300微米，被處理工件材料表層晶粒尺寸由表面至內(nèi)部依次為納米尺寸晶粒、亞微米尺寸晶粒、變形晶粒及初始晶粒組織。

2.按照權(quán)利要求1所述的在軸類金屬材料表層形成納米梯度組織的方法，其特征在于，納米層的厚度為5微米～30微米，亞微米層的厚度為50微米～100微米，變形晶粒層的厚度為50微米～200微米。

3.按照權(quán)利要求1所述的在軸類金屬材料表層形成納米梯度組織的方法，其特征在于，該處理方法是通過軸類金屬材料轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、球形處理刀具、刀具自動進(jìn)給系統(tǒng)和冷卻潤滑系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，其中：軸類金屬材料轉(zhuǎn)動系統(tǒng)和刀具自動進(jìn)給系統(tǒng)是由車床實(shí)現(xiàn)，被處理工件安裝于軸類金屬材料轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的輸出端，軸類金屬材料轉(zhuǎn)動系統(tǒng)帶動被處理工件旋轉(zhuǎn)，球形處理刀具安裝在刀具自動進(jìn)給系統(tǒng)上，球形處理刀具與被處理工件的一側(cè)相對，通過刀具自動進(jìn)給系統(tǒng)控制球形處理刀具在被處理工件表面的進(jìn)給量，被處理工件的另一側(cè)設(shè)置冷卻潤滑系統(tǒng)，在加工過程中冷卻潤滑系統(tǒng)用潤滑油冷卻被處理工件，同時降低被處理工件和球形處理刀具之間的摩擦系數(shù)。

4.按照權(quán)利要求1或3所述的在軸類金屬材料表層形成納米梯度組織的方法，其特征在于，球形處理刀具由1-4個硬質(zhì)合金球組成，球的直徑從6毫米-20毫米。

5.按照權(quán)利要求1或3所述的在軸類金屬材料表層形成納米梯度組織的方法，其特征在于，被處理工件高速旋轉(zhuǎn)，被處理工件旋轉(zhuǎn)線速度在90毫米/秒-300毫米/秒。

6.按照權(quán)利要求1或3所述的在軸類金屬材料表層形成納米梯度組織的方法，其特征在于，球形處理刀具在車床刀具自動進(jìn)給系統(tǒng)的刀架上做軸向單方向運(yùn)動，對被處理工件表面每次加工的壓下量從10微米/次-40微米/次，加工次數(shù)從3次-20次。

7.按照權(quán)利要求1或3所述的在軸類金屬材料表層形成納米梯度組織的方法，其特征在于，球形處理刀具的軸向速度6毫米/分鐘-50毫米/分鐘。

8.按照權(quán)利要求1或3所述的在軸類金屬材料表層形成納米梯度組織的方法，其特征在于，被處理工件加工處理的溫度為室溫至零下100℃。

9.按照權(quán)利要求3所述的在軸類金屬材料表層形成納米梯度組織的方法，其特征在于，冷卻介質(zhì)和加工潤滑劑均采用潤滑油循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。