銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層,本發(fā)明的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層是在零件設(shè)一表面材料層，表面材料層的金相組織具有含銦超過(guò)50%(Wt%)且銦和鋁的總含量超過(guò)55%(Wt%)的、由4個(gè)或更多的球狀或近似球狀、尺寸小于300nm的晶粒緊密聯(lián)系組成體積更大的銦鋁復(fù)合球微晶，銦鋁復(fù)合球微晶數(shù)量為表面材料層組成晶體總數(shù)50%以上；基體材料可為其它成份和其它形狀金相組織，零件表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層。
【專(zhuān)利說(shuō)明】銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層。

【背景技術(shù)】
[0002]摩擦磨損是機(jī)械和汽車(chē)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(lái)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到幾十億元。
[0003]因此，研究銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層具有重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)用意義。
[0004]文獻(xiàn)檢索和專(zhuān)利檢索結(jié)果，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的相關(guān)專(zhuān)利文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)是提供一種銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層，本發(fā)明的任務(wù)是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層是在零件設(shè)一表面材料層，表面材料層的金相組織具有含銦超過(guò)50%( fft%)且銦和鋁的總含量超過(guò)55%( fft%)的、由4個(gè)或更多的球狀或近似球狀、尺寸小于300nm的晶粒緊密聯(lián)系組成體積更大的銦鋁復(fù)合球微晶，銦鋁復(fù)合球微晶數(shù)量為表面材料層組成晶體總數(shù)50%以上；基體材料可為其它成份和其它形狀金相組織，零件表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層。
[0006]所述的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的銦鋁復(fù)合球微晶，由4個(gè)或更多的球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積更大的銦鋁復(fù)合球微晶，球狀晶?；蚪魄驙罹Я：煶^(guò)50%( fft%)、且銦和鋁的總含量超過(guò)55%( fft%)、球狀晶粒或近似球狀晶粒尺寸小于300nm。
[0007]本
【發(fā)明者】經(jīng)過(guò)多年來(lái)的深入研究，發(fā)現(xiàn)機(jī)械零件表面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，尤其在存在微動(dòng)磨損的機(jī)械零件接觸表面，銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層能減少微動(dòng)疲勞、微動(dòng)腐蝕的性能，尤其提高零件接觸表面抗“切向微動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)”等復(fù)合微動(dòng)磨損的性能，對(duì)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(guó)內(nèi)外學(xué)者已見(jiàn)報(bào)導(dǎo)相關(guān)材料的性能有很大不同，并可應(yīng)用于其它領(lǐng)域。眾所周知，零件的表面材料層的性能會(huì)因微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)不同而產(chǎn)生明顯的不同，同樣成份含銦材料的微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)有球狀、八面體狀及其它形狀而引起綜合性能不一樣。零件表面的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層能有效減少微動(dòng)疲勞、微動(dòng)腐蝕，尤其提高零件接觸表面抗“切向微動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)”等復(fù)合微動(dòng)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(dòng)磨損，能克服現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)或工藝等引起接觸表面弓I起的弛豫等微觀(guān)缺陷，且同時(shí)改善接觸表面的微動(dòng)疲勞、微動(dòng)腐蝕等性能。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的的相關(guān)技術(shù)有重大改進(jìn):①能有效減少微動(dòng)疲勞、微動(dòng)腐蝕的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)兩個(gè)方面重大改進(jìn):由不少于4個(gè)含銦超過(guò)50%( Wt%)、且銦和鋁的總含量超過(guò)55%( fft%)的球狀或近似球狀晶粒組成銦鋁復(fù)合球微晶，形成2次或多于2次復(fù)合結(jié)構(gòu)，銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的微晶單元的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)兩方面都已發(fā)生重大改進(jìn)；②提高零件接觸表面抗“切向微動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)”等復(fù)合微動(dòng)磨損的性能，銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的受力和形變方式與普通零件表面的晶粒的受力和形變方式有實(shí)質(zhì)性不同；③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(dòng)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(guān)缺陷復(fù)合的潤(rùn)滑形式:在機(jī)械零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，含銦> 50%的銦鋁合金具有良好的自潤(rùn)滑性能，銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的微晶間具有貯油自潤(rùn)滑性能，與潤(rùn)滑油潤(rùn)滑一起形成復(fù)合的潤(rùn)滑形式，提升了潤(rùn)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:銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的2次或多于2次晶粒復(fù)合結(jié)構(gòu)能吸收部分振動(dòng)，對(duì)存在微動(dòng)磨損的機(jī)械零件具有的吸收部分振動(dòng)、減少因存在潤(rùn)滑不充分的摩擦磨損有重要應(yīng)用價(jià)值，銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層對(duì)存在微動(dòng)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)明銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層具有應(yīng)用價(jià)值和實(shí)用意義。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，能長(zhǎng)期有效減少機(jī)械零件接觸表面的摩擦磨損，能有效減少微動(dòng)疲勞、微動(dòng)腐蝕，尤其提高零件接觸表面抗“切向微動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)”等復(fù)合微動(dòng)磨損的性能，使用方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的2萬(wàn)倍掃描電鏡圖像。
[0011]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的5萬(wàn)倍掃描電鏡圖像。
[0012]圖4(包括圖4-1、圖4-2)為本發(fā)明實(shí)施例1的圖2中的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的I個(gè)微晶能譜圖。
[0013]附圖中，1-表面材料層，2-基體材料。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]本發(fā)明的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層是在零件設(shè)一表面材料層，表面材料層的金相組織具有含銦超過(guò)50% ( fft%)且銦和鋁的總含量超過(guò)55% ( fft%)的、由4個(gè)或更多的球狀或近似球狀、尺寸小于300nm的晶粒緊密聯(lián)系組成體積更大的銦鋁復(fù)合球微晶，銦鋁復(fù)合球微晶數(shù)量為表面材料層組成晶體總數(shù)50%以上；基體材料可為其它成份和其它形狀金相組織，零件表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層。
所述的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的銦鋁復(fù)合球微晶，由4個(gè)或更多的球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積更大的銦鋁復(fù)合球微晶，球狀晶?；蚪魄驙罹Я：煶^(guò)50%(Wt%)、且銦和鋁的總含量超過(guò)55%( fft%)、球狀晶粒或近似球狀晶粒尺寸小于300nm。
實(shí)施例1
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的2萬(wàn)倍掃描電鏡圖像，圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的5萬(wàn)倍掃描電鏡圖像，圖4(包括圖4-1、圖4-2)為本發(fā)明實(shí)施例1的圖2中的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的I個(gè)微晶能譜圖。附圖中，I為表面材料層，2為基體材料。
本發(fā)明的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層特征在于:采用經(jīng)凈化除雜的3003鋁合金材料，通過(guò)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(guò)機(jī)械加工方法進(jìn)行加工:磨削、拋光研磨、清潔、除油、除銹、清洗、干燥后立即覆蓋一層平整潔凈的厚0.5_、尺寸大小與零件表面相適的純銦材料，純銦材料與零件貼合良好、無(wú)皺折。調(diào)整好大功率脈沖激光功率束和合適照射面積，用大功率脈沖激光束照射零件表面0.2秒，隔I秒，再用同樣功率的脈沖激光束照射對(duì)應(yīng)零件表面0.2秒，形成圖1所示的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層，圖2為本發(fā)明實(shí)施例I的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的2萬(wàn)倍掃描電鏡圖像，圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的5萬(wàn)倍掃描電鏡圖像，圖4(包括圖4-1、圖4-2)為本發(fā)明實(shí)施例1的圖2中的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的I個(gè)微晶能譜圖。
銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層由晶粒組成2次或2次以上的復(fù)合球微晶，改進(jìn)了微晶單元的結(jié)構(gòu)，改進(jìn)了微晶的受力方式；零件表面的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層能有效減少微動(dòng)疲勞、微動(dòng)腐蝕，尤其提高零件接觸表面抗“切向微動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)”等復(fù)合微動(dòng)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(dòng)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(guān)缺陷，且同時(shí)改善接觸表面的微動(dòng)疲勞、微動(dòng)腐蝕等性能；含銦> 50%的銦鋁合金材料具有自潤(rùn)滑性能，與潤(rùn)滑油潤(rùn)滑形成復(fù)合的潤(rùn)滑形式，提升了潤(rùn)滑性能，極大提升了本零件應(yīng)用于微動(dòng)摩擦磨損領(lǐng)域形成良好潤(rùn)滑；銦鋁復(fù)合球微晶復(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(dòng)磨損效果且功效持久。
【權(quán)利要求】
1.銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層，其特征在于:本發(fā)明的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層是在零件設(shè)一表面材料層，表面材料層的金相組織具有含銦超過(guò)50%( fft%)且銦和鋁的總含量超過(guò)55%( fft%)的、由4個(gè)或更多的球狀或近似球狀、尺寸小于300nm的晶粒緊密聯(lián)系組成體積更大的銦鋁復(fù)合球微晶，銦鋁復(fù)合球微晶數(shù)量為表面材料層組成晶體總數(shù)50%以上；基體材料可為其它成份和其它形狀金相組織，零件表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層，其特征在于:所述的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層的銦鋁復(fù)合球微晶，由4個(gè)或更多的球狀晶?；蚪魄驙罹Я＞o密聯(lián)系組成體積更大的銦鋁復(fù)合球微晶，球狀晶?；蚪魄驙罹Я：煶^(guò)50%( fft%)、且銦和鋁的總含量超過(guò)55%( fft%)、球狀晶?；蚪魄驙罹Я３叽缧∮?00nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層，其特征在于:所述的銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層，采用經(jīng)凈化除雜的3003鋁合金材料，通過(guò)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(guò)機(jī)械加工方法進(jìn)行加工:磨削、拋光研磨、清潔、除油、除銹、清洗、干燥后立即覆蓋一層平整潔凈的厚0.5_、尺寸大小與零件表面相適的純銦材料，純銦材料與零件貼合良好、無(wú)皺折；調(diào)整好大功率脈沖激光功率束和合適照射面積，用大功率脈沖激光束照射零件表面0.2秒，隔I秒，再用同樣功率的脈沖激光束照射對(duì)應(yīng)零件表面0.2秒，形成銦鋁復(fù)合球微晶復(fù)合層。
【文檔編號(hào)】B32B15/01GK104228191SQ201410481275
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)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(qǐng)人:福建船政交通職業(yè)學(xué)院