[发明专利]一种金属材料表面处理方法

说明书

本发明涉及金属材料表面，具体涉及一种金属材料表面处理方法，包括：在基体金属表面布置待植入金属颗粒；通过激光冲击将步骤S1的待植入金属颗粒压入基体金属。用本发明方法，被植入的金属颗粒可以根据需要设计为微米至毫米量级，可以布置为各种形状；根据最终使用性能，设计金属粒子的最优形态和分布，通过激光冲击压入基体金属表面，获得最优使用性能。

技术领域

本发明涉及金属材料表面，具体涉及一种金属材料表面处理方法。

背景技术

众所周知，金属的破坏往往起源于材料表面，为了提高金属材料的性能，往往对金属材料表面进行强化处理，而在金属表面布置耐磨、耐腐蚀的金属颗粒，可以大大提高金属材料的性能，增加其使用寿命。

例如，铬(Cr)是一种银白色金属，质地硬而脆。铬是硬度最高的金属，仅次于钻石，具有很高的耐腐蚀性。铬在金属表面的分布，对金属材料的性能有着非常重要的影响。CuCr合金中表面，如果Cr颗粒分布均匀，会极大提升导电及触头材料的高压闭合性能。7系铝合金作为新型的轻量化材料，广泛应用于结构件中，采用7系铝合金制备高速列车的牵引拉杆，如在表面加入Cr元素能有效提升其耐磨性。

如何在金属材料表面分布耐磨、耐腐蚀的金属颗粒是材料领域有待解决的问题。

发明内容

为解决金属材料表面植入耐磨、耐腐蚀金属颗粒的技术问题，本发明提供一种金属材料表面处理方法。

本发明的技术方案：一种金属材料表面处理方法，包括：

步骤S1，在基体金属表面布置待植入金属颗粒；

步骤S2，通过激光冲击将步骤S1的待植入金属颗粒压入基体金属。

进一步的，所述基体金属为合金材料。

进一步的，所述合金材料为CuCr合金或7系铝合金。

进一步的，所述待植入金属颗粒为Cr粒子。

进一步的，所述激光冲击采用波长532nm的激光，功率密度23.5MW/cm²～94.4MW/cm²。

进一步的，所述待植入金属颗粒均匀布置于基体金属表面。

进一步的，步骤S1中，所述待植入金属颗粒布置为网格状。

进一步的，所述网格状金属颗粒通过金属3D打印机打印定型。

进一步的，所述基体金属表面设有吸收保护层和约束层。

进一步的，所述基体金属表面经过清洗和烘干处理。

本发明与现有技术相比的有益效果：

(1)被植入的金属颗粒可以根据需要设计为微米至毫米量级，可以布置为各种形状；根据最终使用性能，设计金属粒子的最优形态和分布，通过激光冲击压入基体金属表面，获得最优使用性能。

(2)本发明中，金属表面的植入金属粒子形态分布可控，便于调整控制。

附图说明

图1为制备过程示意图，其中a为激光冲击前示意图，b为激光冲击后效果示意图；

图2为被植入金属颗粒不同形态图，其中a为网格状，b为不规则分布；

图3为激光冲击后金属颗粒的表面形貌微观图，其中a为现有技术制备的技术表面形貌；b为本发明方法制备后的表面形貌；

图4为7系铝合金表面Cr粒子分布图。

具体实施方式