[发明专利]一种高强高硬金属材料表面梯度纳米结构的制备方法有效
| 申请号： | 201710355127.9 | 申请日： | 2017-05-19 |
| 公开（公告）号： | CN107119183B | 公开（公告）日： | 2018-08-14 |
| 发明（设计）人： | 纪仁杰;刘永红;金辉;杨泽林;张川;张凡;蔡宝平;李小朋 | 申请（专利权）人： | 中国石油大学（华东） |
| 主分类号： | C21D10/00 | 分类号： | C21D10/00;C22F3/00 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 266580 山*** | 国省代码： | 山东;37 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种高强高硬金属材料表面梯度纳米结构的制备方法，包括以下步骤：将工具头(11)和工件(9)分别与高瞬时能量密度脉冲电源(1)的正极和负极相连接；保持工具头(11)与工件(9)良好的接触，打开高瞬时能量密度脉冲电源(1)、超声发生器(2)和喷嘴(8)，工具头(11)在超声发生器(2)的作用下沿Z轴做超声振动，开始对工件表面进行高瞬时能量密度电脉冲和超声波复合处理；电脉冲形成的瞬时高温和超声波微观机械冲击复合作用可使镍基高温合金、模具钢等高强高硬金属材料处理点处的局部微塑性大大增加，使处理点处产生强烈的塑性变形，从而对工件表面进行有效的纳米化，表面晶粒平均尺寸可在30纳米以下。 | ||
| 搜索关键词： | 硬金属材料 瞬时能量 工具头 超声发生器 表面梯度 工件表面 密度脉冲 纳米结构 处理点 电脉冲 制备 电源 正极 镍基高温合金 超声波复合 负极 表面晶粒 超声振动 复合作用 塑性变形 微观机械 喷嘴 超声波 模具钢 纳米化 微塑性 下沿 | ||
【主权项】：
1.一种高强高硬金属材料表面梯度纳米结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将高强高硬金属材料安装在工作台(10)上，安装好工具头，将工具头(11)和工件(9)分别与高瞬时能量密度脉冲电源(1)的正极和负极相连接，并将工具头(11)通过螺纹连接在超声换能器(12)输出端；步骤2：调节气缸输出压力，保持工具头(11)与工件(9)良好的接触，打开高瞬时能量密度脉冲电源(1)、超声发生器(2)和喷嘴(8)，工具头(11)在超声发生器(2)的作用下沿Z轴做超声振动，开始对工件表面进行高瞬时能量密度电脉冲和超声波复合处理，喷嘴(8)不断向工具头(11)与工件(9)接触点处喷射冷却液；与此同时，工件(9)在工作台(10)的带动下在X轴运动，工具头(11)和工件(9)产生相对位移；高瞬时能量密度脉冲电源(1)在工具头(11)与工件(9)接触点处形成电流密度大于230A/mm2的高瞬时能量密度脉冲电流，该脉冲电流在接触点处的工件材料表面形成瞬时微观巨变高温，使工件材料产生微观瞬时剧烈热塑性膨胀变形，脉冲结束时在所冲注的冷却液和工件未加热部分金属的冷却下产生微观收缩变形，经过多次电脉冲作用，便可以使表面晶粒细化；工具头的超声振动微观机械冲击再进一步提升接触点处的塑性变形速度和变形量，使晶粒被进一步细化，从而形成表面纳米晶粒层；步骤3：工具头(11)移动至材料处理边界位置后，工作台(10)沿Y轴步进一定距离重复步骤2直至全部处理结束。
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