[发明专利]一种金属材料表面处理方法有效

专利信息
申请号: 201810717759.X 申请日: 2018-06-29
公开(公告)号: CN108866472B 公开(公告)日: 2020-07-28
发明(设计)人: 韩卫忠;仰坪炯 申请(专利权)人: 西安交通大学
主分类号: C23C8/12 分类号: C23C8/12;C23C8/80
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 徐文权
地址: 710049 陕*** 国省代码: 陕西;61
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 金属材料 表面 处理 方法
【说明书】:

发明公开了一种金属材料表面处理方法,包括以下步骤:1)清洗待处理金属材料表面,再进行烘干;2)将待处理金属材料放置于加热炉中,并在流动的氧气与惰性气体形成的混合气体的保护下调整真空度至预设值,再进行加热及保温,并随炉冷却至室温,完成对待处理金属材料的表面处理,其中,加热温度高于待处理金属材料表面氧化层致密结构的破坏温度,该方法能够实现对金属材料表面的强化,同时具有处理成本低、效率高、可控性好、操作方便及对工件表面污染小的特点。

技术领域

本发明属于金属材料处理领域,涉及一种金属材料表面处理方法。

背景技术

在日常生产生活中,金属结构件往往需要在比较复杂的应力状态下工作,比如弯曲、扭转、摩擦磨损等,这就要求其表面具有较高的硬度、耐磨性能和耐疲劳性能,而芯部具有足够的塑韧性。因此,诸多金属材料表面处理方法应运而生。

目前,在实际工业生产中,渗碳和渗氮作为最成熟、最常用的钢铁表面处理工艺,广泛地应用于摩擦片、活塞、齿轮等零件中。所谓渗碳/渗氮,就是通过增加工件表层含碳量/含氮量来形成碳化物/氮化物强化金属表面的一种化学热处理工艺。但是在长期的工业实践中,这两种典型的工艺方法不可避免的出现了许多问题。作为工业应用最广泛的气体渗碳,内氧化和表面脱碳是不可避免的两个问题。由于常用的渗碳气氛中含有二氧化碳和水蒸气,因此会不可避免地会有氧被工件所吸收,造成工件内氧化,严重时在表面晶界形成氧化物。后续的加热淬火抛丸容易在表面形成麻坑,造成工件报废。同时,渗碳气氛中的氧化性气氛如氧、水蒸气和二氧化碳会与钢中的碳元素发生反应,造成钢表面的脱碳现象。表面脱碳现象会造成表面的硬度下降,产生有害的表面残余拉应力,造成表面疲劳强度下降。同时渗碳工艺中所用到的渗碳介质容易在高温条件下发生裂解,对加热炉造成严重污染,因此需要对加热炉进行定期清理。对于渗氮工艺而言,由于氮在钢中的固溶度有限,扩散速度缓慢,时间长而渗氮层薄,因此成本较高,且不能受太大的接触应力。

近年来,金属材料表面纳米化的发展为金属材料表面强化引入了大量的先进表面强化技术,如表面机械喷完,机械研磨,激光冲击强化等。金属材料表面纳米化即通过对金属表面进行剧烈塑性变形,将表面晶粒尺寸细化至纳米量级,实现晶粒尺寸从表面向基体内部呈现梯度分布的的目标。这种梯度结构最表层纳米晶具有高强度高硬度,同时芯部保持着很好的塑韧性,因此具有很好的耐磨性和抗疲劳性能。然而,该技术作为一种基于剧烈塑性变形所开发的技术手段,梯度结构的可控性差,表面强化层深度有限,因此不能承受太大的接触应力且对初始表面粗糙度和光洁度具有很高的要求。同时,该技术还存在加工过程中温升剧烈,冷却介质对加工表面污染等问题,极大地影响了工件的表面处理效果。

上述方法虽然能够实现表面强化的效果,然而其自身均存在一定的问题,不能够达到工业生产所要求低成本,高效率,可控性好,操作方便,工件表面污染小等要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种金属材料表面处理方法,该方法能够实现对金属材料表面的强化,同时具有处理成本低、效率高、可控性好、操作方便及对工件表面污染小的特点。

为达到上述目的,本发明所述的金属材料表面处理方法包括以下步骤:

1)清洗待处理金属材料表面,再进行烘干;

2)将待处理金属材料放置于加热炉中,并在流动的氧气与惰性气体形成的混合气体的保护下调整真空度至预设值,再进行加热及保温,并随炉冷却至室温,完成对待处理金属材料的表面处理,其中,加热温度高于待处理金属材料表面氧化层致密结构的破坏温度。

将待处理金属材料放置于加热炉中,并在流动的氧气与惰性气体形成的混合气体的保护下调整真空度至预设值,再进行加热及保温,并随炉冷却至室温,然后去除待处理金属材料表面的氧化物层,并清洗待处理金属材料表面,完成对待处理金属材料的表面处理,其中,加热温度高于待处理金属材料表面氧化层致密结构的破坏温度。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于西安交通大学,未经西安交通大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201810717759.X/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top