[发明专利]一种镍基合金纳米孪晶化超高硬度表面形成方法

权利要求书

1.一种镍基合金纳米孪晶化超高硬度表面形成方法，用金刚石针尖作为工具，采用纳米压印的方法形成镍基合金纳米孪晶化超高硬度表面，其特征是：

(1)样品为镍基合金；

(2)金刚石针尖的原料为天然金刚石，金刚石针尖与杆体的固定采用高频焊接的方法，用镍基和钴基合金粉末作为熔融材料；

(3)采用超精密磨削和低碳钢抛光的方法制造亚微米曲率半径金刚石针尖，针尖的曲率半径为200-900nm，投影角度为90-150°，形状为三棱锥或四棱锥；

(4)将金刚石针尖安装于纳米压痕仪或显微硬度计上，进行压印，载荷为0.2-2N，加载时间为1-10s，保载时间为1-5s，卸载时间为1-5s；

(5)设定金刚石针尖的水平和垂直方向的移动距离为压痕尺寸，依次压印镍基合金表面，三棱锥针尖压满表面后，将样品旋转180°，针尖水平和垂直方向的移动距离同样为压痕尺寸，在空隙处进行压印，压满镍基合金表面；

(6)压印完成后，用同样的载荷在压印部位测试硬度，表面的硬度较原合金能提高20-40倍，达到100-120GPa；

(7)镍基合金超高硬度表面由纳米孪晶构成，纳米孪晶是由一个厚度≥15nm的孪晶片伴随一个或者几个<15nm的孪晶片形成阵列组成，纳米孪晶具有单向连续无晶界的特征；

(8)镍基合金超高硬度表面能够承受100次循环加载，加载后表面无裂纹。