CN103194709A - 金属复合材料的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种金属复合材料的制作方法，包括以下步骤：用喷砂法将加工件表面处理干净；喷涂金属通过热喷涂的方式将金属熔融后喷涂到加工件表面上；将热喷涂后的半成品在具有还原作用的氢气保护气中用高频加热至金属喷涂层为熔融状态，然后用模具碾压将熔融状态的金属喷涂层的表面光滑平整，待冷却后即为成品。本发明的优点在于：采用喷砂对工件表面涂覆前的预处理，并使工件表面硬化，提高零件的耐磨性和抗疲劳强度，用熔融金属的高速粒子流喷在加工件表面，加工件长度不受限制，并可无限连续加工，使复合加工效率大幅度提高，达到喷涂后材料能应用于相对恶劣的工业环境中不受腐蚀，同时还具有耐磨、抗高温氧化和抗含硫化合物气体腐蚀的性能。
Description
技术领域
本发明属于金属喷镀的技术领域，具体涉及金属复合材料的制作方法。
背景技术
现有一种专利号为CN97129780.0名称为《熔融金属电镀装置及熔融金属电镀方法》的中国发明专利公开了一种方法，在由底部设置有开口部的电镀液槽以及将磁场附加到电镀液中并保持电镀液的电磁密封装置所构成的熔融金属电镀装置中，在电镀液槽上设置溢流堰，使电镀液能在电镀液槽与电镀液供给装置之间循环，并且设置与来自电镀液供给装置的通路连通、并向钢板喷出电镀液的喷头。最好电镀液的循环量在100l/min以上，并且电镀液供给通路的电镀液温度在所述辅助液槽的电镀液温度以上。然而，电镀最大的缺点首先是污染问题，当所述电镀液加温较高时，电镀液会加速蒸发和分解，气雾中有高浓度的溶质成分，这时会严重污染环境，尤其是酸、碱气雾，氰化物和铬雾对环境的影响和人体伤害会更大；另外，电镀普遍存在着加工长度限制引起的效率低、厚度不均匀、表面不平整的问题。因此，需要对该种方法的特征作进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种金属复合层厚度均匀、表面光滑平整且能连续加工而加工效率高的金属复合材料的制作方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：本金属复合材料的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
一、抛光：用喷砂法将加工件表面处理干净；
二、热喷涂：喷涂金属通过热喷涂的方式将金属熔融后喷涂到加工件表面上；
三、成型：将热喷涂后的半成品在具有还原作用的氢气保护气中用高频加热至金属喷涂层为熔融状态，然后用模具碾压将熔融状态的金属喷涂层的表面光滑平整，待冷却后即为成品，厚度可控，表面厚度均匀。
作为改进，所述步骤三中的半成品在氢气的还原炉中对半成品进行高频加热，氢气保护下，加热效率高。
再改进，所述氢气还原炉中的氢气压力为1～3大气压，通过氢分压降低氢电位，充分保障氢还原过程中的压力平衡，运行可靠。
再改进，所述步骤二的热喷涂为火焰喷涂、电极喷涂或高频喷涂，涂层性能多种多样，可以形成耐磨、耐蚀、隔热、抗氧化、绝缘、导电、防辐射等具有各种特殊功能的涂层。
再改进，所述喷涂金属优选为性能稳定的铜、铬或银等金属元素，具体采用哪一种喷涂金属可按具体情况而定，从而达到抗氧化、耐腐蚀的作用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：所述复合金属的制作方法采用喷砂对工件表面涂覆前的预处理，以去除表面氧化物等附着层，并使工件表面硬化，提高零件的耐磨性和抗疲劳强度，更为重要的是，用熔融金属的高速粒子流喷在基体(即指加工件)表面，加工件长度不受限制，并可无限连续加工，而用模具碾压也不受加工件长度的限制，使复合加工效率大幅度提高，达到喷涂后材料能应用于相对恶劣的工业环境中不受腐蚀，同时还具有耐磨、抗高温氧化和抗含硫化合物气体腐蚀的性能；还有，因用本方法加工而成的产品能卷成成品，使运输更方便；还有，本金属喷涂层的制作方法，通过模具碾压，不仅表面光滑、平整，而且更重的是具有厚度均匀的特点，是现有电镀加工所无法达到的；再有，本发明步骤三中，金属喷涂层是在具有良好还原作用的氢气中进行高频加热，从而消除了金属喷涂层在加热过程中被氧化的可能性，即使金属喷涂层被氧化，被氧化的部分也能随时被氢气还原成原状，从而保证了金属复合层的质量；再有，本发明通过喷镀技术与高频加热，消除了加工过程污染环境的情况，因此本方法环保而实用，值得推广应用。
具体实施方式
以下结合实施例对发明作进一步详细描述。
本实施例的金属复合材料的制作方法，优选包括抛光、热喷涂、成型等步骤：首先，用喷砂法将加工件表面处理干净；其次，喷涂金属通过热喷涂的方式将金属熔融后喷涂到加工件表面上；最后，将热喷涂后的半成品在具有还原作用的氢气保护气中用高频加热至金属喷涂层为熔融状态，然后用模具碾压将熔融状态的金属喷涂层的表面光滑平整，待冷却后即为成品。
所述步骤三中的半成品在氢气的还原炉中对半成品进行高频加热，其中，氢气还原炉中的氢气压力优选为1～3大气压。所述热喷涂优选采用火焰喷涂、电极喷涂或高频喷涂。所述喷涂金属可以选择铜、铬或银，或者其它稳定金属，具体以抗氧化、耐腐蚀的原则而定。
采用热喷涂的基体(即指加工件，以下同)材料不受限制，可以是金属和非金属，可以在各种基体材料上喷涂；可喷涂的涂层材料极为广泛，热喷涂技术可用来喷涂几乎所有的固体工程材料，如硬质合金、陶瓷、金属、石墨等；喷涂过程中基体材料温升小，不产生应力和变形；操作工艺灵活方便，不受工件形状限制，施工方便；涂层厚度可以从0.05～3毫米。
本发明的实施原理为：本复合金属利用复合技术，多种化学、力学性能不同的金属在界面上实现冶金结合而形成的覆合材料，其极大地改善单一金属材料的热膨胀性、强度、断裂韧性、冲击韧性、耐磨损性、电性能、磁性能等诸多性能，因而被广泛应用到产品广泛应用于石油、化工、船舶、冶金、矿山、机械制造、电力、水利、交通、环保、压力容器制造、食品、酿造、制药等工业领域。
上述提高的火焰喷涂、电极喷涂或高频喷涂为现有技术，所以在这里不再作长细说明，有必要的话可以从网上得释。所述高频加热中高频的频率是现有技术，其频率的要求能达到使喷涂金属能熔融状态即可。
Claims (5)
1.一种金属复合材料的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
一、抛光：用喷砂法将加工件表面处理干净；
二、热喷涂：喷涂金属通过热喷涂的方式将金属熔融后喷涂到加工件表面上；
三、成型：将热喷涂后的半成品在具有还原作用的氢气保护气中用高频加热至金属喷涂层为熔融状态，然后用模具碾压将熔融状态的金属喷涂层的表面光滑平整，待冷却后即为成品。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述步骤三中的半成品在氢气的还原炉中对半成品进行高频加热。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于：所述氢气在还原炉中的氢气压力为1～3大气压。
4.根据权利要求1至3中任一所述的制作方法，其特征在于：所述步骤二的热喷涂为火焰喷涂、电极喷涂或高频喷涂。
5.根据权利要求1至3中任一所述的制作方法，其特征在于：所述喷涂金属为铜、铬或银。
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