[发明专利]一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面镀层的方法，具体涉及一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法。

背景技术

金属在加工、保存和使用过程中不可避免地会产生氧化、污染和腐蚀等问题。严重的氧化和腐蚀对金属加工、服役过程存在严重的影响。为提高金属外表美观度、耐磨性能和防腐蚀等各种性能，常常需要对金属表面进行镀层处理。除此之外，在某些焊接件表面镀层有助于提高焊接性。例如针对钛铝异种金属焊接，在钛合金表面浸镀铝层有助于提高钛铝焊接接头强度。现有常用的镀层工艺主要是热浸镀和电镀，但这两种方法都较难实现单面镀层，特别是特定路径的镀层，并且在生产过程中会产生大量工业废水，污染环境。本发明提出的一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法不仅可以有效实现单侧大面积或路径可控的镀层，而且节能环保，对环境无污染。

发明内容

本发明为解决现有的镀层工艺主要是热浸镀和电镀，这两种方法都较难实现单面镀层，特别是特定路径的镀层，并且在生产过程中会产生大量工业废水、污染环境的问题，提供了一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法。

本发明的利用搅拌摩擦焊接实现金属表面镀层的方法：

方法一：利用搅拌摩擦焊接实现金属表面镀层的方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、对待镀层的金属基板表面进行机械抛光，去除金属基板表面的氧化膜；

步骤二、将表面覆有阻焊剂层的垫板置于工作台上，在垫板上依次放置镀层金属薄板和金属基板，其中金属基板需要镀层的面与镀层金属薄板接触，利用卡具将上述组件固定，镀层金属薄板的厚度为0.05mm～0.5mm；

步骤三、工具头压入金属基板，工具头端面压入金属基板的深度为0.05mm～0.2mm，下压后停留0.5s～10s，然后向前搅拌摩擦行进；工具头的转速为100r/min～3000r/min，工具头的行进速度为5r/min～200mm/min，完成第一道搅拌摩擦镀层；

步骤四、对于单侧面镀层，完成第一道搅拌摩擦镀层后，抽出工具头并使其回到压入点上方，然后沿金属基板宽度方向偏移，偏移量为0.2d～0.8d，d为工具头端面的直径，重复步骤三完成第二道搅拌摩擦镀层；如此反复，直至完成最后一道镀层。

方法二：利用搅拌摩擦焊接实现金属表面镀层的方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、对待镀层的金属基板表面进行机械抛光，去除金属基板表面的氧化膜；

步骤二、将表面覆有阻焊剂层的垫板置于工作台上，在垫板上依次放置镀层金属薄板和金属基板，其中金属基板需要镀层的面与镀层金属薄板接触，利用卡具将上述组件固定，镀层金属薄板的厚度为0.05mm～0.5mm；

步骤三、工具头压入金属基板，工具头端面压入金属基板的深度为0.05mm～0.2mm，下压后停留0.5s～10s，然后向前搅拌摩擦行进；工具头的转速为100r/min～3000r/min，工具头的行进速度为5r/min～200mm/min；

步骤四、对于单侧具有路径的镀层，工具头在金属基板上按照指定路径行进，即可完成特定路径上的镀层。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本发明利用高速旋转工具头摩擦热通过热传导熔融镀层金属薄板，熔融金属受两侧未熔融金属约束不易溢出，从而实现单侧大面积或单面可控的镀层。

二、本发明的方法整个生产过程无需真空、保护气和高温，工作环境良好，因此，本发明在生产过程中不会产生大量工业废水，避免了污染。

三、本发明的方法耗能少，废弃物，节能环保。

附图说明

图1为工具头1压入金属基板3的示意图；

图2为具体实施方式一中对于单侧大面积搅拌摩擦镀层的示意图；

图3为具体实施方式七中对于单侧具有路径可控搅拌摩擦镀层的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式是通过以下步骤实现的：

步骤一、对待镀层的金属基板3表面进行机械抛光，去除金属基板3表面的氧化膜；

步骤二、将表面覆有阻焊剂层5的垫板6置于工作台上，在垫板6上依次放置镀层金属薄板4和金属基板3，其中金属基板3需要镀层的面与镀层金属薄板4接触，利用卡具将上述组件固定，镀层金属薄板4的厚度为0.05mm～0.5mm；