CN101824640B - 金属表面微弧重构的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属表面微弧重构的方法，该方法是在电解槽的处理液中，通过被加工件与处理液界面上所产生的微电弧放电，而对金属表面实施重构处理，在金属表面形成凹凸不平的微观造型，以其处理液的组分及其各组分的重量百分比是，氢氧化物10～15％，卤化物10～15％，水70～80％，处理电流密度在10～20A/dm2，范围内，重构处理时间在5～10min范围内为主要特征，具有方法合理简便可行，生产成本低，生产效率高，金属表面重构质量好和节能环保等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属表面微弧重构的方法，属于金属表面处理技术领域。
背景技术
金属表面重构，主要是指金属表面层金相织织的改变和金属表面光洁度的改变等等，其目的都是为了达到金属表面应有的物理化学性能的要求，以提高金属制件的实用价值。
本发明所涉及的金属表面的重构，是指金属表面光洁度的改变，使之形成适合技术要求的微观凹凸不平造型，以有利于提高金属表面的耐磨性能，和与其它金属制件或非金属橡塑材料制件的结合强度。
已有技术诸如中国专利CN101526136和CN101380692等，分别公开了金属表面激光微造型的方法。前者采取激光表面微造型与表面合金化复合改性，改善了密封摩擦副在贫油工况下的摩擦磨损性能；后者采用激光束在被加工件表面加工出微凹腔和微凹槽，以改变金属表面的光洁度，加大金属表面的粗糙度。由于上述专利申请都采用激光器进行金属表面处理，所形成的金属表面微观造型，受制于激光加工的次数和激光束的直径，其生产成本较高，生产效率较低，生产工艺装备条件要求较高。中国专利CN101660033A所公开的金属辊件表面纳米重构方法，采用高压气体与粒径在40～500μm范围之内的硬质金属微细颗粒，通过喷嘴形成超音速气固双相流，对金属表面进行轰击，使金属表面发生强烈的局部变形，同时使金属表面的晶粒细化至纳米量级，这一专利(申请)技术，既实现了金属表面的微观造型，改变了金属表面的光洁度，同时也提高了金属表面包括表面硬度和表面强度在内的机械物理性能，该项专利(申请)技术的工艺条件是：被加工工件要加热(加温度在0.2～0.5Tm℃之间，Tm为被加工件材料的熔点)；要用高压气体喷射硬质颗粒；要用高压惰性气体对被加工件表面进行快速冷却(冷却速度在50～200℃/s范围内)。由此可见，该项专利(申请)技术不但其工艺装备条件很复杂，设备投资较大，而且能源消耗也较多，现场操作也比较麻烦。为此，提供一种方法简单易控，设备投资较小，生产效率较高，能源耗量较小的改变金属表面光洁度(即提高粗糙度)的金属表面重构处理方法，是很有必要的。
发明内容
本发明旨在提供一种方法合理，工艺过程简便于易控，能源消耗较小和生产效率较高的，能够改变金属表面微观造型的金属表面微弧重构的方法，以提高金属表面而耐磨性能和与橡塑料制件的结合强度。
本发明实现其目的的技术构想是，采取在处理液中，使被加工件与处理液界面上产生微电弧放电，由所产生的微弧对金属表面实施重构处理，而在金属表面形成凹凸不平的微观造型，从而实现本发明的目的。
基于上述技术构想，本发现实现其目的的技术方案是：
一种金属表面微弧重构的方法，该方法是在电解槽的处理液中，以被处理的金属件为阴极，以不锈钢制件为阴极，在所述阴、阳极之间施加一定的电压，使处理液与被处理金属件界面上产生微电弧放电，由所产生的微弧对被处理金属件表面实施重构处理，在金属表面形成凹凸不平的微观造型，其创新点在于：
a、所述处理液组分及各组分的重量百分比是，氢氧化物10～15％，卤化物10～15％，水7080％；
b、所述处理电流密度在10～20A/dm2范围内；
c、所述重构处理时间在5～10min范围内。
本发明主张所述的处理液是碱性处理液，以避免处理液对金属表面产生化学腐蚀，同时可以保证金属表面的光亮程度。所述氢氧化物是氢氧化钠或氢氧化钾；所述卤化物是氯化钠或氯化钾，所述水是蒸馏水或去离子水。这里所述的水，在特殊客观条件下，采用城市公共用水，也是可以的，但其重构质量可能会受到一些影响。
在上述技术方案中，本发明还主张，所述重构处理的工作温度＜50℃。就一般情况而言，工作温度低，重构处理的效果差，而工作温度高，重构处理的效果好，但其能源消耗大。因而应当权衡工作温度高、低都造成的后果。
上述技术方案得以实施后，本发明所具有的重构方法合理，工艺过程简便易控，生产效率高，能源消耗相对较小，节能环保，金属表面重构微观造型效果好等特点，是显而易见的。
附图说明
图1是本发明在处理液中快速微弧重构金属表面的处理瞬间图像；
图2是本发明微弧重构金属表面的扫描电镜图像。
具体实施方式
结合本发明技术方案，提供以下具体实施方式。
具体实施方式之一。
首先取6.7L的蒸馏水，依次溶解1500g氢氧化钾和1000g氯化钠，在快速搅拌下倒入10L槽中，直至完全混合均匀，最后加水至10L，得到处理液，将20钢制件放入配制的处理液中，以其为阴极，以不锈钢制件为阳极，加电压至电流密度10A/dm2，在常温下处理5分钟，结果20钢制件表面得到重构。
具体实施方式之二。
首先取6.7L的去离子水，依次溶解100g氢氧化钠和1500g氯化钾，并加入1000g甘油，在快速搅拌下倒入10L槽中，直至完全混合均匀，最后加水至10L得到处理液，将黄铜制件放入配制的处理液中，以其为阴极，以不锈钢制件为阳极，加电压至电流密度10A/dm2，在常温下处理10分钟，结果黄铜制件表面得到重构。
具体实施方式之三。
首先取6.7L蒸馏水，依次溶解1200g碳酸钠和1200g氯化钠，在快速搅拌下倒入10L槽中，直至完全混合均匀，最后加水至10L得到处理液，将铝合金制件放入配制的处理理中，以其为阴极，以不锈钢制件为阳极，加电压至电流密度15A/dm2，在常温下处理8分钟，结果铝合金制件表面得到重构。
由以上所描述的具体实施方式，和附图2所示的金属表面微弧重构的扫描电镜图像可见，本发明几乎可以适合所有金属表面的重构处理，且处理工作可在室温条件下进行，具有生产效率高，生产成本低，生产条件要求低、劳动强度低和节能环保等优点。实现了本发明的初衷。
Claims (2)
1.一种金属表面微弧重构的方法，其特征在于：
a、该方法是在电解槽的处理液中，以被处理的金属件为阴极，以不锈钢制件为阳极，在所述阴、阳极之间施加一定的电压，使处理液与被处理金属件界面上产生微电弧放电，由所产生的微弧对被处理金属件表面实施重构处理，在金属表面形成凹凸不平的微观造型，
b、所述处理液组分及各组分的重量百分比是，氢氧化钠或氢氧化钾10～15％，氯化钠或氯化钾10～15％，蒸馏水或去离子水70～80％；
c、所述处理电流密度在10～20A/dm2范围内；
d、所述重构处理时间在5～10min范围内。
2.根据权利要求1所述的金属表面微弧重构的方法，其特征在于，所述重构处理的工作温度为常温。
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