銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層，本發(fā)明的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層是在零件設(shè)一表面材料層，表面材料層主要的主要成份為含銦超過50%(Wt%)且銦和鐵的總含量超過55%(Wt%)，由不少于4個(gè)的球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積較大的銦鐵復(fù)合球微晶單元按一定規(guī)律分布組成網(wǎng)格，網(wǎng)格內(nèi)密排許多的單個(gè)晶粒或由不少于2個(gè)球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積較小銦鐵微晶單元；零件表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層。
【專利說明】銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層。

【背景技術(shù)】
[0002]摩擦磨損是機(jī)械和汽車等產(chǎn)品失效的主要原因之一，大約80%的機(jī)械零部件失效是由于各種形式的磨損引起的，由于機(jī)械零部件失效帶來經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到幾十億元。
[0003]文獻(xiàn)檢索和專利檢索結(jié)果，目前國內(nèi)還沒有含銦量超過50%的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的相關(guān)專利文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是提供一種銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層，本發(fā)明的任務(wù)是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層是在零件設(shè)一表面材料層，表面材料層主要成份為含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( Wt%)，由不少于4個(gè)的球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積較大的銦鐵復(fù)合球微晶單元分布組成網(wǎng)格，網(wǎng)格內(nèi)密排許多的單個(gè)晶?；蛴刹簧儆?個(gè)球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積較小銦鐵微晶單元；零件表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層。
[0005]所述的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的網(wǎng)格形狀和尺寸可以變化。
[0006]本
【發(fā)明者】經(jīng)過多年來的深入研究，發(fā)現(xiàn)機(jī)械零件表面發(fā)生相對運(yùn)動過程中，尤其在存在微動磨損的機(jī)械零件接觸表面，銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的減少微動疲勞、微動腐蝕性能與能夠及時(shí)使摩擦副表面形成潤滑油膜、形成動壓潤滑的作用機(jī)理、對改善其接觸表面的表面摩擦因數(shù)和摩擦力作用機(jī)理，與大都數(shù)國內(nèi)外學(xué)者已見報(bào)導(dǎo)的相關(guān)材料性能有很大不同。銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層能有效減少微動疲勞、微動腐蝕，尤其能同時(shí)明顯提高零件接觸表面的抗“徑向微動+扭轉(zhuǎn)微動”和“切向微動+轉(zhuǎn)動微動”等復(fù)合微動磨損的性能，具有保持零件表面的接觸狀態(tài)而明顯改善其近似原位接觸的復(fù)合微動磨損，能克服現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)或工藝等引起接觸表面引起的弛豫等微觀缺陷，且同時(shí)改善接觸表面的微動疲勞、微動腐蝕等性能。因此，研究銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層具有重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)用意義。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的的相關(guān)技術(shù)有重大改進(jìn):①能同時(shí)明顯提高零件接觸表面的抗“徑向微動+扭轉(zhuǎn)微動”和“切向微動+轉(zhuǎn)動微動”等復(fù)合微動磨損的性能的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)兩個(gè)方面重大改進(jìn):零件表面材料層主要為由含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( Wt%)、由不少于4個(gè)的球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積較大的銦鐵復(fù)合球微晶單元，許多體積較大的銦鐵復(fù)合球微晶單元按一定規(guī)律分布組成網(wǎng)格；網(wǎng)格內(nèi)密排許多含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( fft%)的單個(gè)晶粒、或由不少于2個(gè)球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積較小銦鐵微晶單元，具有其它結(jié)構(gòu)少有的能同時(shí)明顯提高零件接觸表面的抗“徑向微動+扭轉(zhuǎn)微動”和“切向微動+轉(zhuǎn)動微動”等復(fù)合微動磨損的性能，銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)兩方面都已發(fā)生重大改進(jìn)銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層能有效減少微動疲勞、微動腐蝕具有保持零件表面的接觸狀態(tài)而明顯改善其近似原位接觸的復(fù)合微動磨損，網(wǎng)狀分布的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的受力和形變方式與普通零件表面的晶粒的承受載荷和形變方式有實(shí)質(zhì)性不同，銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的晶粒的熱機(jī)耦合、熱流耦合潤滑、促進(jìn)形成潤滑油膜，減少摩擦磨損原理與普通表面潤滑的工作原理有實(shí)質(zhì)性不同復(fù)合的潤滑形式:在機(jī)械零件的相對運(yùn)動過程中，含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( fft%)材料具有良好的自潤滑性能，銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的晶粒間具有貯油自潤滑性能，與潤滑油潤滑一起形成復(fù)合的潤滑形式，提升了潤滑性能，具有明顯改善機(jī)械零件接觸表面的摩擦副的摩擦學(xué)性能，從而有效減少摩擦副的摩擦磨損吸振減摩:銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的晶粒能吸收部分振動，對存在微動磨損的機(jī)械零件具有的吸收部分振動、減少因存在潤滑不充分的摩擦磨損有重要應(yīng)用價(jià)值，銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層對存在微動磨損的機(jī)械零件接觸表面具有獨(dú)特的減少摩擦磨損效果功效持久，因此，本發(fā)明的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的晶粒具有重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)用意義。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，能有效減少微動疲勞、微動腐蝕，尤其能同時(shí)明顯提高零件接觸表面的抗“徑向微動+扭轉(zhuǎn)微動”和“切向微動+轉(zhuǎn)動微動”等復(fù)合微動磨損的性能，能長期有效減少機(jī)械零件接觸表面的摩擦磨損，使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，適用性強(qiáng)，且應(yīng)用成本適宜，適合批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2(a)為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的4個(gè)球狀晶粒緊密聯(lián)系組成體積較大的銦鐵復(fù)合球微晶單元的示意圖，為圖1的網(wǎng)格組成微晶單元之一。
[0011]圖2(b)為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的多于4個(gè)球狀晶粒緊密聯(lián)系組成體積較大銦鐵復(fù)合球微晶單元的示意圖，為圖1的網(wǎng)格組成微晶單元之一。
[0012]附圖中，1-零件表面材料層,2-基體材料。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]實(shí)施例1
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(a)為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的4個(gè)球狀晶粒緊密聯(lián)系組成體積較大的銦鐵復(fù)合球微晶單元的示意圖，為圖1的網(wǎng)格組成微晶單元之一；圖2(b)為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的多于4個(gè)球狀晶粒緊密聯(lián)系組成體積較大銦鐵復(fù)合球微晶單元的示意圖，為圖1的網(wǎng)格組成微晶單元之一，球狀晶粒數(shù)量越多，其組成體積較大銦鐵復(fù)合球微晶單元的尺寸越大；附圖中，I為零件表面材料層，2為基體材料。
[0015]本發(fā)明的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層特征在于:將室溫的40Cr鋼材料在170°C條件的保溫5分鐘，快速冷卻，通過機(jī)械加工方法制成機(jī)械零件，在零件的相互接觸表面通過機(jī)械加工方法進(jìn)行加工:磨削、清潔、除油、除銹、拋光研磨、超聲波清洗、干燥后立即覆蓋一層平整潔凈的厚0.1 mm的含銦不少于85%的Sn-Cu-1n材料，Sn-Cu-1n材料的尺寸大小與零件表面相適、與零件貼合良好無皺折；再覆蓋一層平整潔凈的厚0.5mm的純銦材料，純銦材料的尺寸大小與零件表面相適、純銦材料貼合良好無皺折；接著，將一超聲波發(fā)射器按一定角度和位置對準(zhǔn)零件表面，接通電源，超聲波發(fā)射器正常工作；調(diào)整好大功率脈沖激光束功率和合適照射面積，用大功率脈沖激光照射零件表面0.2秒，停I秒，立即用50%功率脈沖激光束照射0.1秒，停I秒，立即用60%功率脈沖激光束照射0.1秒，形成銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層。
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(a)為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的4個(gè)球狀晶粒緊密聯(lián)系組成體積較大的銦鐵復(fù)合球微晶單元的示意圖，為圖1的網(wǎng)格組成微晶單元之一；圖2(b)為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的多于4個(gè)球狀晶粒緊密聯(lián)系組成體積較大銦鐵復(fù)合球微晶單元的示意圖，為圖1的網(wǎng)格組成微晶單元之一，球狀晶粒數(shù)量越多，其組成體積較大銦鐵復(fù)合球微晶單元的尺寸越大；基體材料2為40Cr鋼材料。
[0017]銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層的網(wǎng)格狀球復(fù)合微晶單元分布，能同時(shí)明顯提高零件接觸表面的抗“徑向微動+扭轉(zhuǎn)微動”和“切向微動+轉(zhuǎn)動微動”等復(fù)合微動磨損的性能；能有效減少微動疲勞、微動腐蝕；具有保持零件表面的接觸狀態(tài)而明顯改善其近似原位接觸的復(fù)合微動磨損；含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( fft%)材料具有自潤滑性能，與潤滑油潤滑形成復(fù)合的潤滑形式，提升了潤滑性能，極大提升了本零件應(yīng)用于微動摩擦磨損領(lǐng)域形成良好潤滑，銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層改善其接觸表面的表面摩擦因數(shù)，實(shí)現(xiàn)良好的減少摩擦磨損效果，尤其是減少微動磨損效果且功效持久。
【權(quán)利要求】
1.銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層，其特征在于:本發(fā)明的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層是在零件設(shè)一表面材料層，表面材料層主要的主要成份為含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( fft%)，由不少于4個(gè)的球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積較大的銦鐵復(fù)合球微晶單元按一定規(guī)律分布組成網(wǎng)格，網(wǎng)格內(nèi)密排許多的單個(gè)晶粒或由不少于2個(gè)球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積較小銦鐵微晶單元；零件表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層，其特征在于:所述的銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層，將室溫的40Cr鋼材料在170°C條件的保溫5分鐘，快速冷卻，通過機(jī)械加工方法制成機(jī)械零件，在零件的相互接觸表面通過機(jī)械加工方法進(jìn)行加工:磨削、清潔、除油、除銹、拋光研磨、超聲波清洗、干燥后立即覆蓋一層平整潔凈的厚0.1 mm的含銦不少于85%的Sn-Cu-1n材料，Sn-Cu-1n材料的尺寸大小與零件表面相適、與零件貼合良好無皺折；再覆蓋一層平整潔凈的厚0.5mm的純銦材料，純銦材料的尺寸大小與零件表面相適、純銦材料貼合良好無皺折；接著，將一超聲波發(fā)射器按一定角度和位置對準(zhǔn)零件表面，接通電源，超聲波發(fā)射器正常工作；調(diào)整好大功率脈沖激光束功率和合適照射面積，用大功率脈沖激光照射零件表面0.2秒，停I秒，立即用50%功率脈沖激光束照射0.1秒，停I秒，立即用60%功率脈沖激光束照射0.1秒，形成銦鐵網(wǎng)狀球復(fù)合微晶復(fù)合層。
【文檔編號】B32B15/04GK104228206SQ201410481176
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月20日
【發(fā)明者】林紹義 申請人:福建船政交通職業(yè)學(xué)院