[發明專利]一種金屬和/或金屬基復合材料微波加熱的方法

有效

• 申請號: 201610044524.X
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105648162B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 崔巖;邵健;楊越;劉峰斌;曹雷剛
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: C21D1/34
• 分類號: C21D1/34;C21D1/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種金屬和/或金屬基復合材料微波加熱的方法，對金屬和/或金屬基復合材料的表面進行預處理，將包括粘結劑和微波吸收劑的微波吸收涂料涂覆在經過預處理的金屬和/或金屬基復合材料的表面，然后進行烘干固化，烘干固化完成后進行微波加熱。與傳統加熱方法相比，本發明提供的方法的主要傳熱機制發生了改變，由熱輻射、熱對流轉變為熱傳導，能夠實現金屬和/或金屬基復合材料的微波快速加熱，可在5～8min內使金屬和/或金屬基復合材料從室溫升高到800℃以上，從而為改善金屬和/或金屬基復合材料的組織和性能提供基礎。

技術領域

本發明涉及金屬材料的熱處理技術領域，特別涉及一種金屬和/或金屬基復合材料微波加熱的方法。

背景技術

隨著現代工業的發展與進步，快速增長的生產力對材料提出了新的要求，除了發展新型材料之外，對已有金屬材料，尤其是成本較高的高端金屬材料，及金屬基復合材料潛在性能的充分開發也是21世紀材料研究的重要著眼點。晶粒細化能顯著提高材料的硬度、強度等性能，而材料的熱處理方法對于晶粒的大小有重要的影響，進而影響材料的性能。傳統的熱處理方式是根據熱對流和熱輻射原理使熱量從外部傳至材料內部，熱量總是由表及里傳遞對材料進行加熱，能耗大且效率低，尤其是材料中不可避免地存在溫度梯度，致使材料加熱不均勻，容易出現局部過熱，造成金屬材料及金屬基復合材料晶粒粗大，性能下降等問題。

近年來，微波加熱作為一種高效、低耗的熱處理方式不斷得到利用。與傳統熱處理方式不同，微波加熱是通過被加熱材料內部偶極分子高頻往復運動，產生“內摩擦熱”而使被加熱材料溫度升高，不需任何熱傳導過程，就能使被加熱材料內外部同時加熱、同時升溫，加熱速度快且均勻，僅需傳統加熱方式的能耗的幾分之一或幾十分之一就可達到加熱目的。但是微波對于被加熱材料具有選擇性，由于金屬和/或金屬基復合材料反射微波，無法有效吸收微波熱量，故一直無法實現對金屬和/或金屬基復合材料進行微波加熱。

發明內容

本發明的目的在于提供一種金屬和/或金屬基復合材料微波加熱的方法，能夠實現金屬和/或金屬基復合材料的微波快速加熱。

本發明提供了一種金屬和/或金屬基復合材料微波加熱的方法，包括以下步驟：

(1)對金屬和/或金屬基復合材料的表面進行預處理；

(2)將微波吸收涂料涂覆在所述步驟(1)預處理后的金屬和/或金屬基復合材料表面，所述微波吸收涂料包括粘結劑和微波吸收劑；

(3)將所述步驟(2)涂覆微波吸收涂料后的金屬和/或金屬基復合材料進行烘干固化；

(4)對所述步驟(3)烘干固化后的金屬和/或金屬基復合材料進行微波加熱。

優選的，步驟(2)中所述微波吸收劑包括鐵氧體粉、金屬微粉、碳化硅粉、納米顆粒粉體中的一種或幾種。

優選的，所述納米顆粒粉體包括納米氧化物粉、納米陶瓷粉、納米金屬粉或納米合金粉。

優選的，步驟(2)中所述微波吸收劑占所述微波吸收涂料的質量分數為50～99％。

優選的，所述微波吸收劑占所述微波吸收涂料的質量分數為57～85％。

優選的，步驟(3)中所述烘干固化的溫度為60～70℃。

優選的，步驟(3)中所述烘干固化后，在金屬和/或金屬基復合材料表面涂覆的微波吸收涂料形成固化涂層，所述固化涂層的厚度為1～2mm。

優選的，步驟(4)中所述微波加熱的時間為5～8min。

優選的，步驟(4)中所述微波加熱的功率為1～6kW。

優選的，步驟(1)中所述金屬和/或金屬基復合材料為塊體。