[发明专利]金属辊件表面组织纳米重构方法

权利要求书

1.金属辊件表面组织纳米重构方法，其包括如下步骤：

1)采用感应线圈加热高硬度金属辊件基体表面，辊件温度控制在0.2-0.5T_m℃之间，T_m为辊材料熔点；感应加热频率为200千赫-270兆赫；辊件表面加热层厚度为0.15mm-2mm；感应线圈与辊件相对移动速度范围为0.1-50mm/s；

2)使用气体压力0.5-4.5Mpa的高压气体，经过喷嘴将粒径40-500微米之间的硬质金属微粒加速至超音速，形成超音速气固双相流，对辊件表面进行轰击，对其表层材料进行微锻变形，进行一道次轰击或多道次轰击，使其表层发生强烈局部塑性变形，从而晶粒细化至纳米量级；其中，轰击所使用硬质金属微粒硬度为基体材料的1-5倍，硬质金属微粒为球形；辊件表面硬质金属微粒轰击密度范围为100-50000个/mm²，轰击过程中对气体进行预热，预热温度为0.25-0.5T_m；

3)采用高速气流对辊件表面进行快速冷却，冷却速度为50-200℃/s，冷却气体选用惰性或还原性气体；轰击与冷却的时间间隔范围为1-20s。

2.如权利要求1所述的金属辊件表面组织纳米重构方法，其特征是，所述的喷嘴采用拉瓦尔喷嘴。

3.如权利要求1所述的金属辊件表面组织纳米重构方法，其特征是，感应线圈与辊件相对移动速度范围为0.5-10mm/s。

4.如权利要求1所述的金属辊件表面组织纳米重构方法，其特征是，高压气体为压缩空气、氮气、氦气、氩气、氢气或其混合气体。

5.如权利要求1所述的金属辊件表面组织纳米重构方法，其特征是，所处理的辊件基体表面硬度范围为HV450-HV750，表面平均粗糙度范围为Ra 0.1-Ra 0.8。

6.如权利要求1所述的金属辊件表面组织纳米重构方法，其特征是，轰击所使用硬质金属微粒的粒径范围为40-100微米。

7.如权利要求1所述的金属辊件表面组织纳米重构方法，其特征是，辊件表面硬质金属微粒轰击密度范围优选为2000-6000个/mm²。