[发明专利]形成纳米结构处理方法和专用处理设备

权利要求书

1.一种形成纳米结构处理方法，其特征在于：在金属零件的表面区域上进行表面处理，以取得纳米结构表层，具体步骤为：

1)在确定的持续时间里，以确定的速度、确定的距离、相同撞击点、可变入射角和限定数量的并可长期重复使用的完全球状弹丸在待处理金属零件的全部表面上进行一种喷射处理；

2)移动撞击点位置、重复步骤1)，使撞击点覆盖金属零件的全部待处理表面；

3)当实施所述步骤1)、2)的同时，在形成纳米结构的表层中进行物理化学处理。

2.根据权利要求1所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：所述物理化学处理通过渗氮实现，这种渗氮使待处理的零件在氮气氛下以350℃至550℃之间确定的温度和在30分钟至10小时之间的确定持续时间里进行，通过化学物质扩散形成新的化合物。

3.根据权利要求1所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：所述物理化学处理为在金属零件的表面结构中进行一种渗碳、催化、离子储存。

4.根据权利要求1所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：所述表面喷射处理采用空气压缩机或涡轮，提供使弹丸运动的动力，使弹丸按随机方向进行运动。

5.根据权利要求1所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：所述表面喷射处理采用超声波发生器，超声波发生器的声波及其与弹丸的相互作用使弹丸按随机的方向进行运动。

6.根据权利要求1、4或5所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：在所述表面喷射处理中对待处理的金属零件施加机械应力和/或热应力，其应力值为小于金属零件材料的屈服应力。

7.根据权利要求1、4或5所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：在所述表面喷射处理中对待处理的进行加热，其加热温度控制在使金属零件或合金晶粒发生长大的温度以下。

8.根据权利要求1、4或5所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：所述表面喷射处理是对金属零件待处理区域进行局部冷却。

9.根据权利要求1、4或5所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：所述弹丸按使用者希望的纳米结构表层厚度采用完全球状的，其直径保持在300μm～3mm之间。

10.根据权利要求1、4或5所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：所述弹丸运动速度为3～100米/秒。

11.根据权利要求1或5所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：当所述表面喷射处理采用超声波发生器时，所述弹丸运动速度为5～20米/秒。

12.根据权利要求1、4或5所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：对于确定的弹丸尺寸、确定的构成零件的材料所述表面喷射处理的持续时间在30至1300秒之间。

13.根据权利要求1、4或5所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：所述表面喷射处理产生的运动静止时，弹丸的数量占据容器底部表面的10％到100％之间变化。

14.根据权利要求1、4或5所述形成纳米结构处理方法，其特征在于：所述表面喷射处理产生的运动静止时，弹丸的数量占据容器底部表面的25～35％。

15.一种根据权利要求1所述形成纳米结构处理方法的专用处理设备，在一个隔音腔体(25)中，包括弹丸(22)，所述弹丸(22)为完全球状的，具有确定的尺寸、速度和数量；还包括容器(20)、固定部件(21)、循环喷射装置(50)、回收装置(40)，其中：待处理金属零件(10)与固定部件(21)相连，构成容器(20)的一个壁面，在容器(20)中弹丸(22)由循环喷射装置(50)驱动、以可变入射角与金属零件(10)表面反复撞击接触，循环喷射装置(50)为能对金属零件(10)表面、在一个相同撞击面上以多个入射角进行多次撞击的装置；重新使用弹丸(22)使弹丸(22)的回收装置(40)安装在容器(20)上；在一个密封的隔音腔体(25)中还设有化学或化学热处理装置(26)。    

16.根据权利要求1 5所述专用处理设备，其特征在于：所述在金属零件(10)的纳米结构表层中进行物理化学处理装置(26)，通过容器20处设有的流体循环通道(28)或者气相反应通道(27)与容器(20)相连。