CN101709467A - 高能电子束加热在铝合金表面熔覆纳米Fe-Al混合粉合金层的方法 - Google Patents

高能电子束加热在铝合金表面熔覆纳米Fe-Al混合粉合金层的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高能电子束加热在铝合金表面熔覆纳米Fe-Al混合粉合金层的方法，该方法包括如下步骤：(1)将纳米铁粉和铝粉的混合物，用无水乙醇溶成糊状涂抹在铝合金表面；(2)加热干燥后用压力机加压，在铝合金表面形成0.2-0.3mm薄膜层；(3)在真空室中用电子束加热，即可在铝合金表面形成纳米合金层。本发明的优点是：在真空室中进行加热处理，无氧化、方法简单、操作方便、效率高；纳米合金强化层强度、硬度高、耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性好。

Description

高能电子束加热在铝合金表面熔覆纳米Fe-Al混合粉合金层的方法
技术领域：
本发明涉及铝合金表面改性技术，具体是一种高能电子束加热在铝合金表面熔覆纳米Fe-Al混合粉合金层的方法。
背景技术：
在铝合金表面改性，形成表面强化层的方法目前主要有表面喷涂、阳极氧化膜、等离子表面改性、激光表面改性等方法，其中表面喷涂、阳极氧化膜、等离子表面工艺复杂，成本较高，能耗高，而且有时表面容易出现裂纹，涂层的韧性较差，不能用于承受较大的冲击载荷；激光表面改性虽然应用较多，但激光器的功率密度低，光电转换效率低，大型激光机设备昂贵。
发明内容：
本发明的目的在于公开一种工艺简单、能量密度大、效率高、表面合金层强度、硬度高，耐磨性好，且具有一定耐腐蚀性和耐高温性的用高能电子束在铝合金表面熔覆纳米Fe-A1混合粉合金层的方法。
本方法包括如下步骤：
1、将纳米铁粉和铝粉的混合物，用无水乙醇溶成糊状涂抹在铝合金表面；
2、加热干燥后用压力机加压，在铝合金表面形成0.2-0.3mm薄膜层；
3、在真空室中用电子束加热，即可在铝合金表面形成纳米合金层。
所述的Fe和Al的混合比例为：Fe30-50％；A150-70％；
所述的纳米粉的直径为20-50nm，纯度为99.9％；
所述的压力机的压力为220-350N/m2；
所述的电子束、扫描电压为60KV、电流为25mA、束流频率为440HZ；
所述的真空室的真空度为10-2pa。
本发明的工作原理是：电子束焊机在真空室中进行扫描加热，通过控制扫描电压、扫描电流、束流频率等参数，获得电子束扫描束流形成一定的热量和压力，使得纳米粉和铝合金基体加热熔化，形成一定的熔池，在熔池中熔化的纳米粉和基体金属在电子束流的压力下充分混合，通过熔池下部的未熔基体金属快速导热，使得熔池金属快速凝固形成表面合金强化层。
本发明的优点是：在真空室中进行加热处理，无氧化、方法简单、操作方便、效率高；纳米合金强化层强度、硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性和耐高温性好。
具体实施方式
在铝合金零件表面开槽添加纳米Fe和Al的混合粉(纳米粉直径为30nm，纯度为99.9％)，纳米铁粉和铝粉的混合比例为40％Fe和60％Al，混合后用无水乙醇溶成糊状涂抹在铝合金零件表面的槽中，加热干燥后用自制的模具在压力机加压300N/m2，在铝合金零件表面形成0.3mm薄膜层，通过电子束焊机在真空室中进行扫描加热，获得一定的熔池，熔池金属快速凝固形成表面合金强化层，然后通过磨削加工获得光滑的表面强化层。

Claims (6)

1.高能电子束加热在铝合金表面熔覆纳米Fe-A l混合粉合金层的方法，其特征是：方法包括如下步骤：
(1)将纳米铁粉和铝粉的混合物，用无水乙醇溶成糊状涂抹在铝合金表面；
(2)加热干燥后用压力机加压，在铝合金表面形成0.2-0.3mm薄膜层；
(3)在真空室中用电子束加热，即可在铝合金表面形成纳米合金层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的Fe和Al的混合比例为：Fe30-50％；Al50-70％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的纳米粉的直径为20-50nm，纯度为99.9％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的压力机的压力为220-350N/m2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的电子束扫描电压的参数为电压为60KV、电流为25mA、束流频率为440HZ。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的真空室的真空度为10-2Pa。
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