[發明專利]一種在金屬表面牢固復合長纖維絲材的方法

無效

• 申請號: 201410338699.2
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104228185A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 周照耀;吳菲
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B15/02;B32B15/14;B32B9/04;B32B18/00;B32B33/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及金屬表面處理的技術領域，尤其是指一種在金屬表面牢固復合長纖維絲材的方法。

背景技術

金屬表面處理的方法有電鍍、滲碳、滲氮、噴涂。液壓機的導柱以及模具的導柱為了防腐蝕和耐磨損表面上鍍上一層鉻，由于鍍層不可能太厚，時間長了腐蝕還是可以穿透鍍層造成導柱生銹，鍍層也可能剝落，從而縮短設備和模具的使用壽命；而且電鍍液對環境有很嚴重的污染。為了使軸承的內外環耐腐蝕耐磨損，軸承鋼含鉻量較高，而軸承的內外環最容易被磨損的部位是軸承的內外環的溝道表面，而軸承的內外環各部位材料成分完全相同，制約了軸承鋼制造軸承提高使用壽命能夠采取的措施。常規的對鋼材進行表面處理的方法還有滲碳、滲氮，由于物質必須滲入固體鋼材內部，需要在高溫、真空設備中進行，耗費的時間長，消耗的電能多，并且滲碳、滲氮層薄而脆。金屬電弧噴涂是將金屬液滴噴射在金屬基體的表面快速凝固后在金屬基體上形成新的金屬合金表面層，金屬粉末噴涂是將熱的金屬粉末噴涂到金屬基體材料表面在金屬基體上形成新的金屬合金表面層，其缺點是材料很難均勻分布，可能產生不致密、氣孔、氧化、夾雜等缺陷，涂層較厚時容易剝落。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足與缺陷，提供一種滿足耐磨、減摩、防腐蝕使用性能的在金屬表面牢固復合長纖維絲材的方法。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種在金屬表面牢固復合長纖維絲材的方法，當長纖維絲材為金屬長纖維絲材時，需將金屬長纖維絲材貼合分布在金屬基體的表面，然后再使金屬長纖維絲材與金屬基體之間實現冶金結合，最終便可在金屬表面牢固復合金屬長纖維絲材；而當長纖維絲材包括有金屬長纖維絲材和非金屬長纖維絲材時，則需先將金屬長纖維絲材和非金屬長纖維絲材進行編織，形成一面為金屬長纖維絲材、另一面為非金屬長纖維絲材的編織體，并使編織體帶金屬長纖維絲材的一面貼合分布在金屬基體的表面，其帶非金屬長纖維絲材的一面不與金屬基體的表面接觸，最后再使金屬長纖維絲材與金屬基體之間實現冶金結合，最終便可在金屬表面牢固復合非金屬長纖維絲材。

當長纖維絲材為金屬長纖維絲材時，可將金屬長纖維絲材纏繞貼合分布在金屬基體表面。

當長纖維絲材為金屬長纖維絲材時，可先將金屬長纖維絲材進行編織，形成所需的編織體，然后再將編織體貼合分布在金屬基體表面。

所述編織體的形狀大小與金屬基體表面的形狀大小相匹配。

所述冶金結合可通過加熱燒結實現。

當長纖維絲材包括有金屬長纖維絲材和非金屬長纖維絲材，且金屬長纖維絲材與金屬基體之間的冶金結合是通過加熱燒結實現時，該燒結溫度需在金屬絲材的燒結溫度范圍內，并低于非金屬絲材的燒結溫度。

所述長纖維絲材貼合分布在金屬基體表面的材料可進行塑性壓力加工，達到所需的形狀大小。

所述金屬長纖維絲材可焊接貼合分布在金屬基體的表面。

通過對金屬表面牢固復合的非金屬長纖維絲材浸滲熱固化流體材料或冷固化流體材料，固化后使非金屬長纖維絲材固為一整體。

所述熱固化高分子流體材料加入石墨粉末，使其具有自潤滑功能。

本發明與現有技術相比，具有如下優點與有益效果：

1、由于絲材柔軟易于變形，能夠很方便、均勻地分布到基體材料表面上，并且容易控制、調整復合層的厚度；

2、通過燒結使金屬長纖維絲材與金屬基體之間實現冶金結合，牢固可靠；

3、金屬長纖維絲材和非金屬長纖維絲材一起編織，相互約束，互相制約，相互包含，金屬長纖維絲材和非金屬長纖維絲材沒有明確的分界面，結合牢固可靠；

4、可以靈活方便地在金屬材料的表面復合不同材料獲得織構組織；

5、可以制造軸承的內環、外環，基體是金屬具有良好的結構力學性能、抗沖擊，而表面為非金屬材料耐腐蝕、耐磨損；

6、非金屬長纖維絲材為陶瓷纖維時，陶瓷纖維具有很好的柔韌性，避免了陶瓷材料的脆性，保持陶瓷以纖維的形式存在于零件表面，零件表面具有高的顯微硬度，同時具有很好的柔韌性；

7、浸滲流體中加入石墨粉末后，從而使材料具有自潤滑功能；

8、可以將熱物理性能差異較大的材料很方便地復合到一起；

9、工藝步驟簡單，操作方便，實施容易，生產成本較低，適合于大批量工業生產，應用范圍廣，市場前景好。

具體實施方式

下面結合多個具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例1

本發明所述的在金屬表面牢固復合長纖維絲材的方法，其具體情況如下：