[发明专利]一种在金属构件表层制备微纳米梯度组织的方法及装置

摘要

本发明涉及一种在金属构件表层制备微纳米梯度组织的方法及装置，属于纳米材料制备和材料表面改性处理及塑性加工领域。该装置主要包括轧辊、辊架、轧辊进退调整机构、辊架固定及进给机构、润滑冷却系统。该装置的轧辊进退调整机构具有每个轧辊单独进退微调和多个轧辊同步进退调整功能；该装置的多个轧辊同步进退调整利用蜗轮蜗杆和楔块，通过齿轮和螺杆传动，实现多个轧辊同步向构件进退。本发明能够在不同直径的大尺寸的轴类、管类、轧辊类、旋压芯模类等回转体金属构件的表层实现微纳米超细梯度组织，处理构件的表面质量高，且易于实现批量化、环境友好生产，制备效率高，有助于推动金属材料表面纳米技术实现工业规模化批量生产和应用。

主权项

一种在金属构件表层制备微纳米梯度组织的方法，包括如下步骤：(1)将加工构件装卡到机床上，调整构件中心线，使得其中心线与机床主轴中心线重合；(2)将多个轧辊均匀安装在辊架上，根据构件的直径确定轧辊的位置，通过轧辊进退调整机构精确调整轧辊位置，使得每个轧辊与构件之间的间隙相同；(3)采用塞尺测量轧辊到构件的间隙，调整轧辊进退调整机构刻度尺的位置，使得轧辊进退调整机构刻度尺显示的数据与塞尺测量数据一致；(4)设计道次压下量，并采用多个同步轧辊进退调整机构，使得多个轧辊同步向被旋碾构件移动，实现多个轧辊对构件具有相同的压下量；然后，启动冷却润滑系统，对构件和轧辊进行冷却；(5)启动机床，构件做高速旋转运动，轧辊和辊架一起沿构件轴向进给，多个轧辊在摩擦力的作用下同时自转，对构件同时进行旋碾塑性变形，旋碾即旋轧碾压；(6)对步骤(4)和(5)反复交替进行，对构件进行多道次旋碾，直到在构件表层获得一层微纳米级超细梯度组织。