[發(fā)明專利]一種新型超聲沖擊金屬表面機(jī)械合金化方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810208541.1 | 申請日： | 2018-03-14 |
| 公開（公告）號： | CN108406081B | 公開（公告）日： | 2020-08-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳朝霞 | 申請（專利權(quán)）人： | 華東交通大學(xué) |
| 主分類號： | B23K20/10 | 分類號： | B23K20/10;C21D10/00;C22F3/00 |
| 代理公司： | 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401 | 代理人： | 楊采良 |
| 地址： | 330000 *** | 國省代碼： | 江西;36 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 新型 超聲 沖擊 金屬表面 機(jī)械 合金 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種新型超聲沖擊金屬表面機(jī)械合金化方法，包括以下步驟：步驟一，準(zhǔn)備原材料；所述原材料包括兩種，一種是板狀或近似板狀的純金屬，其硬度相對較低；另一種是桿狀的合金或純金屬，其硬度相對較高；步驟二，根據(jù)桿狀原料的直徑在板狀原料上劃線，所述劃線為網(wǎng)狀方格，單個方格的邊長等于桿狀原料的直徑；步驟三，將桿狀原料安裝在超聲沖擊機(jī)上，以此為沖頭，以垂直的方向快速擊打板狀材料的表面使其產(chǎn)生塑性變形；步驟四，調(diào)整超聲沖擊機(jī)的電流參數(shù)和沖擊覆蓋率，以更改外部能量的輸入值；步驟五，沖擊結(jié)束，在板狀原料的表面生成一層合金新相，從而完成機(jī)械合金化。該方法耗時短，原材料為固體表面，工藝適應(yīng)性強(qiáng)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型超聲沖擊金屬表面機(jī)械合金化方法。
背景技術(shù)
金屬表面是失效的多發(fā)部位，人們?yōu)榱颂岣呓饘俚男阅懿捎酶鞣N表面處理技術(shù)來提高金屬表面的性能。金屬表面合金化是一種通過改變金屬表面層的成分和組織的材料保護(hù)技術(shù)，是一個在科研和生產(chǎn)中常見的議題。表面合金化的技術(shù)包括激光表面合金化技術(shù)、等離子表面合金化技術(shù)、電子束合金化技術(shù)、機(jī)械表面研磨技術(shù)等，大都操作繁瑣、工藝復(fù)雜、適用面窄、能耗高，實際應(yīng)用受到了一定限制。
表面機(jī)械合金化是表面合金化的一個分支，現(xiàn)有技術(shù)中一般通過高能研磨機(jī)或球磨機(jī)來實現(xiàn)，該類方法耗時較長，所用原料必須為粉體，制備工藝較復(fù)雜。尋求簡便、操作性強(qiáng)的機(jī)械合金化方法具有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種新型超聲沖擊金屬表面機(jī)械合金化方法，該方法將桿狀原料安裝在超聲沖擊機(jī)上，以此為沖頭，以垂直的方向快速擊打板狀原料的表面使其產(chǎn)生塑性變形，通過調(diào)整電流參數(shù)和沖擊覆蓋率以改變外部能量的輸入，在板狀原料的表面生成一層合金新相，從而實現(xiàn)機(jī)械合金化。該方法耗時短，原材料為固體表面，工藝適應(yīng)性強(qiáng)。
為此，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
一種新型超聲沖擊金屬表面機(jī)械合金化方法，包括以下步驟：
步驟一，準(zhǔn)備原材料；所述原材料包括兩種，一種是板狀或近似板狀的純金屬，其硬度相對較低；另一種是桿狀的合金或純金屬，其硬度相對較高；
步驟二，根據(jù)桿狀原料的直徑在板狀原料上劃線，所述劃線為網(wǎng)狀方格，單個方格的邊長等于桿狀原料的直徑；
步驟三，將桿狀原料安裝在超聲沖擊機(jī)上，以此為沖頭，以垂直的方向快速擊打板狀材料的表面使其產(chǎn)生塑性變形；
步驟四，調(diào)整超聲沖擊機(jī)的電流參數(shù)和沖擊覆蓋率，以更改外部能量的輸入值；
步驟五，沖擊結(jié)束，在板狀原料的表面生成一層合金新相，從而完成機(jī)械合金化。
優(yōu)選地，步驟一中所述板狀或近似板狀的純金屬包括純銅、純鋁、純錫、純鉛、純銀等硬度低的工業(yè)純金屬；所述桿狀的合金或純金屬包括硬度高的合金鋼如GCr15、W18Cr4V，以及及純鈦等金屬。實際使用時，應(yīng)根據(jù)所選材料的硬度大小，將硬度低的材料制成板狀或近似板狀，將硬度高的材料做成桿狀，以便于沖擊。
優(yōu)選地，步驟二中所述桿狀原料的直徑為3.5mm至10mm，所述網(wǎng)狀方格中單個方格尺寸為3.5mm×3.5mm至10mm×10mm。桿狀原料直徑過小，無法控制表面沖擊時的覆蓋率，且桿的加工精度及強(qiáng)度無法保證；直徑過大，無法在表面生成均勻連續(xù)的合金新相。
優(yōu)選地，步驟四中所述沖擊覆蓋率是指，在保證沖頭的移動速度均勻的情況下，讓沖頭沿著劃好的網(wǎng)狀方格移動，沖擊能遍布整個試樣表面的程度；試樣整個表面都能遭受一次沖擊所對應(yīng)的沖擊覆蓋率為100％，試樣整個表面都能遭受二次沖擊所對應(yīng)的沖擊覆蓋率為200％。
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