[发明专利]金属表面微弧重构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面微弧重构的方法，属于金属表面处理技术领域。

背景技术

金属表面重构，主要是指金属表面层金相织织的改变和金属表面光洁度 的改变等等，其目的都是为了达到金属表面应有的物理化学性能的要求，以 提高金属制件的实用价值。

本发明所涉及的金属表面的重构，是指金属表面光洁度的改变，使之形 成适合技术要求的微观凹凸不平造型，以有利于提高金属表面的耐磨性能， 和与其它金属制件或非金属橡塑材料制件的结合强度。

已有技术诸如中国专利CN101526136和CN101380692等，分别公开了 金属表面激光微造型的方法。前者采取激光表面微造型与表面合金化复合改 性，改善了密封摩擦副在贫油工况下的摩擦磨损性能；后者采用激光束在被 加工件表面加工出微凹腔和微凹槽，以改变金属表面的光洁度，加大金属表 面的粗糙度。由于上述专利申请都采用激光器进行金属表面处理，所形成的 金属表面微观造型，受制于激光加工的次数和激光束的直径，其生产成本较 高，生产效率较低，生产工艺装备条件要求较高。中国专利CN101660033A 所公开的金属辊件表面纳米重构方法，采用高压气体与粒径在40～500μm范 围之内的硬质金属微细颗粒，通过喷嘴形成超音速气固双相流，对金属表面 进行轰击，使金属表面发生强烈的局部变形，同时使金属表面的晶粒细化至 纳米量级，这一专利(申请)技术，既实现了金属表面的微观造型，改变了 金属表面的光洁度，同时也提高了金属表面包括表面硬度和表面强度在内的 机械物理性能，该项专利(申请)技术的工艺条件是：被加工工件要加热(加 温度在0.2～0.5Tm℃之间，Tm为被加工件材料的熔点)；要用高压气体喷射硬 质颗粒；要用高压惰性气体对被加工件表面进行快速冷却(冷却速度在 50～200℃/s范围内)。由此可见，该项专利(申请)技术不但其工艺装备条 件很复杂，设备投资较大，而且能源消耗也较多，现场操作也比较麻烦。为 此，提供一种方法简单易控，设备投资较小，生产效率较高，能源耗量较小 的改变金属表面光洁度(即提高粗糙度)的金属表面重构处理方法，是很有 必要的。

发明内容

本发明旨在提供一种方法合理，工艺过程简便于易控，能源消耗较小和 生产效率较高的，能够改变金属表面微观造型的金属表面微弧重构的方法， 以提高金属表面而耐磨性能和与橡塑料制件的结合强度。

本发明实现其目的的技术构想是，采取在处理液中，使被加工件与处理 液界面上产生微电弧放电，由所产生的微弧对金属表面实施重构处理，而在 金属表面形成凹凸不平的微观造型，从而实现本发明的目的。

基于上述技术构想，本发现实现其目的的技术方案是：

一种金属表面微弧重构的方法，该方法是在电解槽的处理液中，以被处 理的金属件为阴极，以不锈钢制件为阴极，在所述阴、阳极之间施加一定的 电压，使处理液与被处理金属件界面上产生微电弧放电，由所产生的微弧对 被处理金属件表面实施重构处理，在金属表面形成凹凸不平的微观造型，其 创新点在于：

a、所述处理液组分及各组分的重量百分比是，氢氧化物10～15％，卤化 物10～15％，水7080％；

b、所述处理电流密度在10～20A/dm²范围内；

c、所述重构处理时间在5～10min范围内。

本发明主张所述的处理液是碱性处理液，以避免处理液对金属表面产生 化学腐蚀，同时可以保证金属表面的光亮程度。所述氢氧化物是氢氧化钠或 氢氧化钾；所述卤化物是氯化钠或氯化钾，所述水是蒸馏水或去离子水。这 里所述的水，在特殊客观条件下，采用城市公共用水，也是可以的，但其重 构质量可能会受到一些影响。

在上述技术方案中，本发明还主张，所述重构处理的工作温度＜50℃。 就一般情况而言，工作温度低，重构处理的效果差，而工作温度高，重构处 理的效果好，但其能源消耗大。因而应当权衡工作温度高、低都造成的后果。

上述技术方案得以实施后，本发明所具有的重构方法合理，工艺过程简 便易控，生产效率高，能源消耗相对较小，节能环保，金属表面重构微观造 型效果好等特点，是显而易见的。

附图说明

图1是本发明在处理液中快速微弧重构金属表面的处理瞬间图像；

图2是本发明微弧重构金属表面的扫描电镜图像。