[发明专利]一种采用电、磁及电磁耦合脉冲改性金属零件的方法

说明书

本发明提出一种采用电、磁及电磁耦合脉冲改性金属零件的方法，通过电、磁及耦合脉冲处理技术改性金属零件的服役性能，高能流密度的电、磁及耦合脉冲在金属零件的特征点进行耦合，以粒子流的能量形式、通过接触或非接触的方式作用于金属零件的局部或全局，实现改善金属零件物理性质、力学性能、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能等，达到提高金属零件服役性能的目的，本发明能够实现靶向调节金属零件内应力场分布，提升金属零件服役性能。

技术领域

本发明属于金属零件改性的技术领域，尤其涉及一种采用电、磁及电磁耦合脉冲改性金属零件的方法。

背景技术

金属零件的服役性能，与金属零件形貌、生产过程和加工方法、以及金属零件最终的组织状态(包括微观组织和内应力状态等)密切相关。例如，生产实际中，绝大部分零件并没有将原金属材料优良的组织性能继承下来，这是因为常规热处理技术可以改性材料但无法完全消除金属零件的内应力和微观缺陷(如气体、晶界等)，金属零件在投入使用之前仍存在内应力和大量微观缺陷，这使金属零件在实际使用过程中存在一种潜在的危机，这种危机可能被安全系数掩盖，导致有的金属零件出现早期破坏。针对航空航天、海洋油气、冶金掘进、汽车船舶等不同领域中的轻量级或高性能金属零件，这种潜在的危机已引起人们的注意。

为了改善金属零件的内应力和微观缺陷，提升金属零件的服役性能，迫切需要开发一种新型金属零件改性技术方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种采用电、磁及电磁耦合脉冲改性金属零件的方法，通过控制能流密度进行金属零件靶向内应力调整、缺陷修复。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种采用电、磁及电磁耦合脉冲改性金属零件的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)采用电、磁及电磁耦合脉冲发生器对金属零件进行改性，分别向金属零件施加脉冲电场和/或脉冲磁场；

S2)在改性过程中，当金属零件表面温度增加到特定值时，暂停施加脉冲直到金属零件表面温度降至设定值后，测量金属零件的电阻，当测量的电阻值相比改性前的原电阻值降低幅度超过5％时，再继续脉冲施加改性直至达到设定时长，当降低幅度小于5％时，继续脉冲施加改性至金属零件表面温度再次增加到特定值，重复测量同一检测点的电阻值，直至电阻值降低幅度超过5％。

按上述方案，所述步骤S1)中的脉冲电场电流小于1000A/mm²，脉冲磁场强度小于3T。

按上述方案，所述步骤S2)中的特定温度值为50℃，设定温度值为25±0.5℃，设定时长小于1h。

本发明的有益效果是：提出一种采用电、磁及电磁耦合脉冲改性金属零件的方法，在分析金属零件失效形式及失效原理的基础上，采用本方法，在保持金属零件原有外形尺寸特征的条件下，通过控制电、磁及耦合脉冲能流密度进行靶向内应力调整、微观缺陷修复和局部微观组织调控，实现调整金属零件物理性质、力学性能、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能等，达到提高金属零件服役性能的目的。

附图说明

图1为发明一个实施例的试件在电、磁及电磁耦合脉冲改性处理后距离试件表面不同深度处残余应力分布示意图；

图2为发明一个实施例的试件在电、磁及电磁耦合脉冲改性处理后试件残余应力变化值；

图3为发明一个实施例的试件在处理过程中热像仪检测到的最高表面温度分布图。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

一种采用电、磁及电磁耦合脉冲改性金属零件的方法，包括如下步骤：