[发明专利]一种纯铁表面超声振动强化方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，主要涉及金属表面冲击强化，特别涉及到纯铁表面超声振动强化方法。

背景技术

纯铁不仅质软具有良好的延展性和极高的韧性，而且具有良好的导热导电性，其导电性比普通的铁和钢好得多。然而由于纯铁的强度硬度较低，因此纯铁的应用受到了一定的限制。目前工业上主要利用纯铁的高韧性及延展性，所以要在保证韧性及延展性的前提下提高其强度，即运用表面强化的方法，使纯铁表面获得高强度层，提高其综合使用性能。

超声冲击技术作为金属材料表面强化技术，其基本原理是利用超声发生器产生超声波，再通过超声波换能器前端的冲头将超声波的振动能量输入到金属材料，在高能量冲击下，作用区的金属材料表面温度急速升高又迅速冷却，从而在金属材料表面产生较大的塑性变形和晶粒细化，表层金属组织发生有益的变化，从而提高金属的表面强度和力学性能。

目前，国内采用超声冲击技术主要用于焊接应力的减少和消除，还没有用于材料表面改性和强化等领域。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的缺陷，提供一种方便、快捷的纯铁表面超声振动强化方法。

采用的技术方案是：

纯铁表面超声振动强化方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

（1）采用粒度600--1000目砂纸分别打磨纯铁表面，保证处理表面的精度；

（2）采用酒精，清洗经过步骤（1）处理过的纯铁表面10分钟以上，除去油污、杂质等；

（3）将纯铁刚性固定在稳定平面；

（4）振动头稳定固定于可以直线行走并且行走路线平行于纯铁表面；

（5）振动头与纯铁表面之间距离控制在0-0.01mm，超声振动头的行走速度为10-15cm/分钟；

（6）重复步骤（5），直到整个纯铁表面都被振动头处理过。

为了进一步提高涂层的硬度、耐磨性等综合性能，上述步骤（5）振动头与纯铁之间距离为0mm；

为了进一步提高表面的硬度和耐磨性等综合性能，上述步骤（4）中所有纯铁表面将被超声处理2次；

采用本发明的方法制备的纯铁表面耐磨层具有高硬度、高耐磨和高疲劳强度的优点。

具体实施方式

实施例1

纯铁表面超声振动强化方法，具体包括以下工艺步骤：

（1）采用粒度800目砂纸分别打磨纯铁表面，保证处理表面的精度；

（2）采用酒精，清洗经过（1）处理的纯铁表面15分钟以上，除去油污、杂质等；

（3）将纯铁刚性固定在稳定平面；

（4）振动头稳定固定于可以直线行走并且行走路线平行于纯铁表面；

（5）振动头与纯铁表面之间距离控制在0.01mm，超声振动头的行走速度为12cm/分钟；

（6）重复步骤（5），直到整个纯铁表面都被振动头处理过。

经过本方法处理的纯铁表面处理层厚度在0.5~1.1mm，表面显微硬度较基体提高了19.2%~103.8%。