高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械、汽車等模具制造行業(yè)中生產(chǎn)的滑塊、滑板類零件均為單一的減磨金屬材料制成，目前常用銅合金型材生產(chǎn)滑塊滑板類零件。由于銅合金型材存在價(jià)格昂貴，加工成本高、材料利用率低等缺陷，因此，上述結(jié)構(gòu)的滑板使用成本非常高；為了節(jié)約銅合金的用量，現(xiàn)有技術(shù)中將銅合金滑板的厚度做的很薄，該結(jié)構(gòu)又降低了滑板的機(jī)械強(qiáng)度，使用壽命短。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，起減磨、耐磨的厚滑板有以下幾種結(jié)構(gòu):⑴整體銅合金材料做成；(2)在鋼板表面上燒結(jié)一層青銅合金球型粉經(jīng)軋制而成心)將鋼板與銅合金材料通過粘合劑粘合在一起M)采用高溫高壓將銅合金與鋼板結(jié)合；(5)在鋼板表面上通過用螺釘和鉚釘將較薄的銅合金材料與鋼板固定在一起；
[0004]然而，整體用銅合金材料制成的滑板，其載荷、減磨、耐磨的性能雖然都達(dá)到要求，但成本高，而且消耗大量的貴重金屬；在鋼板表面上通過螺釘和鉚釘將較薄的銅合金材料與鋼板固定在一起，雖然節(jié)約了貴重金屬，但工藝復(fù)雜，而且銅合金層不能做得太薄，因此成本高，難以大量使用；采用銅合金薄板與鋼板通過粘合劑粘合在一起，雖然成本低，但結(jié)合強(qiáng)度差，同時(shí)在工作中受溫度控制，不能使用于高溫場(chǎng)合；而采用高溫高壓工藝，則由于鐵與銅原子不能充分?jǐn)U散，不能在結(jié)合面處形成充分的冶金結(jié)合，因此結(jié)合強(qiáng)度差，在承受高載的切向力作用下，可能出現(xiàn)脫層現(xiàn)象，在鋼板表面上燒結(jié)一層球型青銅粉，由于銅粉在半溶解狀態(tài)下與鋼板結(jié)合，相互原子不能充分?jǐn)U散，也不能充分交換，所以結(jié)合能力差；
[0005]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的滑板存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用成本高、結(jié)合強(qiáng)度差的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供的高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的滑板結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用成本高、結(jié)合強(qiáng)度差的不足。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，包括基層鋼板、銅合金板和設(shè)置在基層鋼板與銅合金板之間的合金薄膜層，所述銅合金板、合金薄膜層與鋼板通過離子滲透法結(jié)合在一起，所述鋼板上還設(shè)有至少一條用于提高鋼板與合金薄膜層結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合槽。
[0008]作為優(yōu)選，所述結(jié)合槽為無規(guī)則的毛面溝槽，在節(jié)省加工成本之余，還增加槽面的不規(guī)則鑲嵌能力及其與銅合金的結(jié)合能力，滑板在接受到各個(gè)方向上的剪切力時(shí)不發(fā)生脫層現(xiàn)象，延長(zhǎng)滑板的使用壽命。
[0009]作為優(yōu)選，所述結(jié)合槽呈網(wǎng)格狀分布在鋼板上，結(jié)合槽呈網(wǎng)格狀分布在鋼板上，提高了鋼板與合金薄膜層的結(jié)合強(qiáng)度，延長(zhǎng)了滑板的使用壽命。
[0010]作為優(yōu)選，所述鋼板與合金薄膜層接觸處的橫截面形狀為鋸齒形，增大了鋼板與合金薄膜層之間的結(jié)合面積，提高了鋼板與合金薄膜層之間的結(jié)合強(qiáng)度，延長(zhǎng)了滑板的使用壽命。
[0011]作為優(yōu)選，所述鋼板的表面上設(shè)有用于提高鋼板與合金薄膜層結(jié)合強(qiáng)度的花紋，通過設(shè)置花紋，增大了鋼板、合金薄膜層和銅合金板之間的結(jié)合面積，提高了鋼板、合金薄膜層和銅合金板之間的結(jié)合強(qiáng)度，延長(zhǎng)了滑板的使用壽命。
[0012]作為優(yōu)選，所述花紋凹入鋼板板內(nèi)，增大了鋼板、合金薄膜層和銅合金板之間的結(jié)合面積，提高了鋼板、合金薄膜層和銅合金板之間的結(jié)合強(qiáng)度，延長(zhǎng)了滑板的使用壽命。
[0013]作為優(yōu)選，所述花紋凸出鋼板內(nèi)，增大了鋼板、合金薄膜層和銅合金板之間的結(jié)合面積，提高了鋼板、合金薄膜層和銅合金板之間的結(jié)合強(qiáng)度，延長(zhǎng)了滑板的使用壽命。
[0014]本發(fā)明提供的高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，具有如下優(yōu)點(diǎn):包括基層鋼板、銅合金板和設(shè)置在基層鋼板與銅合金板之間的合金薄膜層，所述銅合金板、合金薄膜層與鋼板通過離子滲透法結(jié)合在一起，所述鋼板上還設(shè)有至少一條用于提高鋼板與合金薄膜層結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合槽；鋼板與合金薄膜層、合金薄膜層與銅合金板，其原子相互交換，同時(shí)鐵原子穿過薄膜與銅原子交換，或銅原子穿過薄膜與鐵原子交換，使得銅合金板通過離子滲透法與鋼板結(jié)合在一起，所述鋼板上還設(shè)有至少一條用于提高鋼板與銅合金板結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合槽；通過采用離子滲透法并設(shè)置結(jié)合槽使鋼板與銅合金板結(jié)合在一起，使滑板既保持了原整體銅合金滑板減磨，耐磨的優(yōu)點(diǎn)，又因鋼板與銅合金有極強(qiáng)的結(jié)合力，樣品實(shí)測(cè)結(jié)合強(qiáng)度大于200Mpa，在做結(jié)合強(qiáng)度破壞試驗(yàn)時(shí)，導(dǎo)致銅合金層損壞后結(jié)合面仍然未遭破壞，因此，結(jié)合強(qiáng)度大于銅合金本身強(qiáng)度；滑板具有抗沖擊力強(qiáng)，承載能力大的優(yōu)點(diǎn)，而且銅合金更加致密，表面更加耐磨；滑板表面硬度實(shí)測(cè)平均大于230HB，最高超過240HB ;同時(shí)滑板制造成本低，節(jié)約90%?95%以上的貴重金屬，大大降低了滑板的使用成本且使滑板具有良好的通用性能。
【附圖說明】
[0015]附圖1為本發(fā)明高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板第一種結(jié)構(gòu)結(jié)合處的斷面圖；
[0016]附圖2為本發(fā)明高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板第二種結(jié)構(gòu)結(jié)合處的斷面圖；
[0017]附圖3為本發(fā)明高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板第三種結(jié)構(gòu)結(jié)合處的斷面圖
[0018]附圖4為本發(fā)明高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板中鋼板上的花紋示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板制造工藝為:在鋼板I的表面上加工成無規(guī)則的淺溝槽毛面，或加工成有規(guī)則網(wǎng)格形式的淺溝槽，或一個(gè)方向有規(guī)則加工淺溝槽，并將表面清理干凈，去油質(zhì)；然后在鋼板I表面涂一層合金薄膜層3，同時(shí)將液態(tài)銅合金在隔離氧氣狀態(tài)下，高速噴射在合金薄膜層3上；經(jīng)高溫滲透，在合金薄膜層3邊界處:鋼板I與合金薄膜層3，銅合金板2與合金薄膜層3，其原子相互充分交換，同時(shí)鐵原子穿過薄膜與銅原子交換，或銅原子穿過薄膜與鐵原子交換，在邊界處原子充分交換，形成一種極強(qiáng)的冶金結(jié)合力，實(shí)測(cè)結(jié)合強(qiáng)度大于200MPa，最高硬度大于240HB。
[0020]本發(fā)明高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板中:合金薄膜層3的化學(xué)成份可以與銅合金板2相接近，也可完全不同；在合金薄膜層3邊界處:鋼板I與合金薄膜層3及合金薄膜層3與銅合金板2，其原子相互交換，同時(shí)鐵原子穿過薄膜與銅原子交換，或銅原子穿過薄膜與鐵原子交換，以原子交換法結(jié)合一體，組成一種牢固的冶金結(jié)合力，增加鋼板I與銅合金板2的結(jié)合強(qiáng)度，延長(zhǎng)了滑板的使用壽命；
[0021]合金薄膜層3在鋼板I上結(jié)合槽4表面可為粉末狀形態(tài)，也可為膠狀態(tài)或液態(tài)及其它物理形態(tài)，使其緊密得與鋼板I上溝槽表面無縫隙結(jié)合在一起，排除溝槽表面凹凸不平處與銅合金板2表面未達(dá)成完全緊密無縫隙的結(jié)合，使銅合金板2與鋼板I能以一種類真空的方式進(jìn)行原子交換，增加滑板結(jié)構(gòu)致密性，增強(qiáng)銅合金板2與鋼板I的結(jié)合強(qiáng)度，延長(zhǎng)了滑板的使用壽命；
[0022]合金薄膜層3在加工完成后，可以明顯觀測(cè)得到，也可以完全融入鋼板I與銅合金板2內(nèi)部，通過原子的相互交換、交替，大大增加鋼板I與銅合金板2的結(jié)合面積以及其內(nèi)部原子相互質(zhì)子引力，增大了鋼板I與銅合金板2的結(jié)合強(qiáng)度，延長(zhǎng)滑板的使用壽命。
[0023]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板作進(jìn)一步說明，如圖1，圖2，圖3，圖4所示，高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，包括基層鋼板1、銅合金板2和設(shè)置在基層鋼板I與銅合金板2之間的合金薄膜層3，所述銅合金板2、合金薄膜層3與鋼板I通過離子滲透法結(jié)合在一起，所述鋼板I上還設(shè)有至少一條用于提高鋼板I與合金薄膜層3結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合槽4 ;參見圖1，所述結(jié)合槽4為無規(guī)則的毛面淺溝槽；所述結(jié)合槽4的可以采用以下方式設(shè)置在鋼板I上:
[0024]方式一:所述結(jié)合槽4呈網(wǎng)格狀分布在鋼板I上；
[0025]方式二:參見圖2，所述鋼板I與合金薄膜層3接觸處的橫截面形狀為鋸齒形；。
[0026]方式三:參見圖3，所述結(jié)合槽4的橫截面形狀為梯形；
[0027]方式四:參見圖4，所述鋼板I的表面上設(shè)有用于提高鋼板I與合金薄膜層3結(jié)合強(qiáng)度的花紋，所述花紋凹入鋼板I內(nèi)；
[0028]方式五:所述花紋也可以凸出鋼板I內(nèi)。
[0029]上述技術(shù)方案在使用過程中，鋼板I與合金薄膜層3及合金薄膜層3與銅合金板2，其原子相互交換，同時(shí)鐵原子穿過薄膜與銅原子交換，或銅原子穿過薄膜與鐵原子交換，以原子交換法結(jié)合一體，組成一種牢固的冶金結(jié)合力，使滑板既保持了原整體銅合金滑板減磨，耐磨的優(yōu)點(diǎn)，又因鋼板I與銅合金有極強(qiáng)的結(jié)合力，樣品實(shí)測(cè)拉伸強(qiáng)度大于200Mpa，在做結(jié)合強(qiáng)度破壞試驗(yàn)時(shí)，導(dǎo)致銅合金層損壞后結(jié)合面仍然未遭破壞，因此，結(jié)合強(qiáng)度大于銅合金本身強(qiáng)度；滑板具有抗沖擊力強(qiáng)，承載能力大的優(yōu)點(diǎn)，而且銅合金更加致密，表面更加耐磨；滑板表面硬度最高大于240HB ;同時(shí)滑板制造成本低，節(jié)約90%?95%以上的貴重金屬，大大降低了滑板的使用成本且使滑板具有良好的通用性能。
[0030]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，旨在體現(xiàn)本發(fā)明的突出技術(shù)效果和優(yōu)勢(shì)，并非是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解的是，一切基于本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容所做出的修改、變化或者替代技術(shù)特征，皆應(yīng)涵蓋于本發(fā)明所附權(quán)利要求主張的技術(shù)范疇內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，其特征在于:包括基層鋼板(I)、銅合金板(2)和設(shè)置在基層鋼板⑴與銅合金板⑵之間的合金薄膜層(3)，所述銅合金板(2)、合金薄膜層(3)與鋼板(I)通過離子滲透法結(jié)合在一起，所述鋼板(I)上還設(shè)有至少一條用于提高鋼板(I)與合金薄膜層(3)結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合槽(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，其特征在于:所述結(jié)合槽(4)為無規(guī)則的毛面溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，其特征在于:所述結(jié)合槽(4)呈網(wǎng)格狀分布在鋼板(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，其特征在于:所述鋼板(I)與合金薄膜層(3)接觸處的橫截面形狀為鋸齒形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，其特征在于:所述鋼板(I)的表面上設(shè)有用于提高鋼板(I)與合金薄膜層(3)結(jié)合強(qiáng)度的花紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，其特征在于:所述花紋凹入鋼板(I)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，其特征在于:所述花紋凸出鋼板(I)內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板。發(fā)明提供的高強(qiáng)度鋼基銅合金滑板，包括基層鋼板、銅合金板和設(shè)置在基層鋼板與銅合金板之間的合金薄膜層，所述銅合金板、合金薄膜層與鋼板通過離子滲透法結(jié)合在一起，所述鋼板上還設(shè)有至少一條用于提高鋼板與合金薄膜層結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合槽；鋼板與合金薄膜層、合金薄膜層與銅合金板，其原子相互交換，同時(shí)鐵原子穿過薄膜與銅原子交換，或銅原子穿過薄膜與鐵原子交換，使得銅合金板通過離子滲透法與鋼板結(jié)合在一起，所述鋼板上還設(shè)有至少一條用于提高鋼板與銅合金板結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合槽。
【IPC分類】B32B15-20, B32B15-01, B32B3-30, B32B15-18
【公開號(hào)】CN104553135
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510043200
【發(fā)明人】王凱, 王龍根
【申請(qǐng)人】平湖市凱豐機(jī)械制造廠
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日