[發(fā)明專利]一種利用摩擦熱在鋼鐵表面制備異種金屬覆層的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410400729.8
• 申請(qǐng)日: 2014-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN104164667A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙軍軍;秦航;張平;劉軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 趙軍軍;秦航;張平
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種表面處理方法，特別是涉及一種利用摩擦熱在鋼鐵表面制備異種金屬覆層的方法。

背景技術(shù)

鋼鐵產(chǎn)業(yè)是中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱性產(chǎn)業(yè)，整體產(chǎn)業(yè)鏈約占中國(guó)GDP總值的8.8％。21世紀(jì)以來，隨著我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，每年因鋼鐵腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)上千億元，全世界每90s就有近1t鋼腐蝕生銹，不僅造成了對(duì)自然資源的極大浪費(fèi)，還會(huì)引起突發(fā)的災(zāi)難性事故，危及人身安全。

目前應(yīng)用較多的是熱噴涂法、電刷鍍法和弧焊法，這幾種方法存在一定的技術(shù)局限，如熱噴涂法污染大，電刷鍍法鍍液的回收利用難度大，且兩種方法結(jié)合強(qiáng)度都不高；弧焊法由于熱輸入量大易造成零件變形，或產(chǎn)生相變，改變鋼鐵零件的原有性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在鋼鐵表面制備異種金屬覆層的工藝方法。處理后鋼鐵類零部件表面焊合一層異種金屬合金，該合金層與基體呈冶金結(jié)合狀態(tài)，因此鋼鐵類材料表面的性能將得到大大提高。

本發(fā)明提供的方法包括下述順序的步驟：

(1)表面預(yù)處理。在進(jìn)行表面摩擦處理之前，一般應(yīng)將待處理的鋼鐵材料零部件和異種金屬合金薄板表面進(jìn)行預(yù)處理，確保其表面潔凈。

(2)安裝與固定。安裝特制的摩擦頭，根據(jù)異種金屬薄板的厚度和摩擦頭傾斜角度設(shè)計(jì)摩擦頭的直徑大小，將待處理的零部件固定在工作臺(tái)上，異種金屬合金薄板用卡具穩(wěn)固地固定在零件表面。

(3)選擇工藝參數(shù)。根據(jù)材料特點(diǎn)及待處理件大小選擇合適的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、摩擦頭傾斜角度等。

(4)表面摩擦處理。表面處理過程中保持一定的下壓量，下壓量過小，鋁合金融化不完全；下壓量過大，熔化的異種金屬合金會(huì)被擠到摩擦頭四周，不能形成有效的結(jié)合。其原理參見附圖2。

(5)冷卻。放置于空氣中，自然冷卻。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

(1)工藝過程中不產(chǎn)生有毒氣體，不產(chǎn)生污染，有利于環(huán)保。

(2)表面摩擦處理的速度可達(dá)600mm/s，單道寬度可達(dá)30mm甚至更寬，生產(chǎn)效率高。

(3)工藝中使用的異種金屬合金薄板價(jià)格便宜，獲取方便，生產(chǎn)成本低。

(4)表面摩擦處理過程中熱輸入量小，處理過程中達(dá)不到鋼鐵材料相變溫度，因此不改變待處理件的組織性能，不會(huì)造成待處理件的變形。

本發(fā)明的利用摩擦熱在鋼鐵表面制備異種金屬覆層的工藝方法，適用于各類表面平整的鋼鐵類零部件。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述按照工藝要求制作的幾種摩擦頭示意圖；

圖2是本發(fā)明所述利用摩擦熱在鋼鐵表面制備異種金屬覆層工藝方法的原理圖。

1-摩擦頭；2-異種金屬薄板；3-覆層；4-基體

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

1、材料

基體材料：45鋼，尺寸大小為200×100×10mm

覆層材料：鋁合金薄板，厚度0.8mm，并根據(jù)基體大小裁剪為150×100mm

2、操作步驟

(1)表面預(yù)處理。表面摩擦處理前對(duì)45鋼基體表面清理至潔凈。

(2)安裝摩擦頭，將基體固定在工作臺(tái)上，鋁板一端用卡具穩(wěn)固地固定在基體表面，另一端不固定。

(3)選擇工藝參數(shù)。轉(zhuǎn)速1500r/min，焊接速度150mm/min，摩擦頭傾斜角度2°。

(4)表面摩擦處理。保持一定的下壓量，確保鋁合金微融。

(5)冷卻。在空氣中自然冷卻。