CN105252136B - 一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，为解决热浸镀和电镀较难实现单面镀层和特定路径的镀层的问题。方法：一、对待镀层的金属基板表面进行机械抛光；二、垫板置于工作台上，在垫板上依次放置镀层金属薄板和金属基板，其中金属基板需要镀层的面与镀层金属薄板接触，利用卡具将上述组件固定；三、工具头压入金属基板，下压后停留0.5s～10s，然后向前搅拌摩擦行进，完成第一道搅拌摩擦镀层；四、对于单侧面镀层，完成第一道搅拌摩擦镀层后，抽出工具头并使其回到压入点上方，然后沿金属基板宽度方向偏移，偏移量为0.2d～0.8d，重复步骤三完成第二道搅拌摩擦镀层；如此反复，直至完成最后一道镀层。本发明用于金属表面镀层。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属表面镀层的方法，具体涉及一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法。
背景技术
金属在加工、保存和使用过程中不可避免地会产生氧化、污染和腐蚀等问题。严重的氧化和腐蚀对金属加工、服役过程存在严重的影响。为提高金属外表美观度、耐磨性能和防腐蚀等各种性能，常常需要对金属表面进行镀层处理。除此之外，在某些焊接件表面镀层有助于提高焊接性。例如针对钛铝异种金属焊接，在钛合金表面浸镀铝层有助于提高钛铝焊接接头强度。现有常用的镀层工艺主要是热浸镀和电镀，但这两种方法都较难实现单面镀层，特别是特定路径的镀层，并且在生产过程中会产生大量工业废水，污染环境。本发明提出的一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法不仅可以有效实现单侧大面积或路径可控的镀层，而且节能环保，对环境无污染。
发明内容
本发明为解决现有的镀层工艺主要是热浸镀和电镀，这两种方法都较难实现单面镀层，特别是特定路径的镀层，并且在生产过程中会产生大量工业废水、污染环境的问题，提供了一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法。
本发明的利用搅拌摩擦焊接实现金属表面镀层的方法：
方法一：利用搅拌摩擦焊接实现金属表面镀层的方法是通过以下步骤实现的：
步骤一、对待镀层的金属基板表面进行机械抛光，去除金属基板表面的氧化膜；
步骤二、将表面覆有阻焊剂层的垫板置于工作台上，在垫板上依次放置镀层金属薄板和金属基板，其中金属基板需要镀层的面与镀层金属薄板接触，利用卡具将上述组件固定，镀层金属薄板的厚度为0.05mm～0.5mm；
步骤三、工具头压入金属基板，工具头端面压入金属基板的深度为0.05mm～0.2mm，下压后停留0.5s～10s，然后向前搅拌摩擦行进；工具头的转速为100r/min～3000r/min，工具头的行进速度为5r/min～200mm/min，完成第一道搅拌摩擦镀层；
步骤四、对于单侧面镀层，完成第一道搅拌摩擦镀层后，抽出工具头并使其回到压入点上方，然后沿金属基板宽度方向偏移，偏移量为0.2d～0.8d，d为工具头端面的直径，重复步骤三完成第二道搅拌摩擦镀层；如此反复，直至完成最后一道镀层。
方法二：利用搅拌摩擦焊接实现金属表面镀层的方法是通过以下步骤实现的：
步骤一、对待镀层的金属基板表面进行机械抛光，去除金属基板表面的氧化膜；
步骤二、将表面覆有阻焊剂层的垫板置于工作台上，在垫板上依次放置镀层金属薄板和金属基板，其中金属基板需要镀层的面与镀层金属薄板接触，利用卡具将上述组件固定，镀层金属薄板的厚度为0.05mm～0.5mm；
步骤三、工具头压入金属基板，工具头端面压入金属基板的深度为0.05mm～0.2mm，下压后停留0.5s～10s，然后向前搅拌摩擦行进；工具头的转速为100r/min～3000r/min，工具头的行进速度为5r/min～200mm/min；
步骤四、对于单侧具有路径的镀层，工具头在金属基板上按照指定路径行进，即可完成特定路径上的镀层。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
一、本发明利用高速旋转工具头摩擦热通过热传导熔融镀层金属薄板，熔融金属受两侧未熔融金属约束不易溢出，从而实现单侧大面积或单面可控的镀层。
二、本发明的方法整个生产过程无需真空、保护气和高温，工作环境良好，因此，本发明在生产过程中不会产生大量工业废水，避免了污染。
三、本发明的方法耗能少，废弃物，节能环保。
附图说明
图1为工具头1压入金属基板3的示意图；
图2为具体实施方式一中对于单侧大面积搅拌摩擦镀层的示意图；
图3为具体实施方式七中对于单侧具有路径可控搅拌摩擦镀层的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式是通过以下步骤实现的：
步骤一、对待镀层的金属基板3表面进行机械抛光，去除金属基板3表面的氧化膜；
步骤二、将表面覆有阻焊剂层5的垫板6置于工作台上，在垫板6上依次放置镀层金属薄板4和金属基板3，其中金属基板3需要镀层的面与镀层金属薄板4接触，利用卡具将上述组件固定，镀层金属薄板4的厚度为0.05mm～0.5mm；
步骤三、工具头1压入金属基板3，工具头端面1-2压入金属基板3的深度为0.05mm～0.2mm，下压后停留0.5s～10s，然后向前搅拌摩擦行进；工具头1的转速为100r/min～3000r/min，工具头1的行进速度为5r/min～200mm/min，完成第一道搅拌摩擦镀层；
步骤四、对于单侧面镀层，完成第一道搅拌摩擦镀层后，抽出工具头1并使其回到压入点上方，然后沿金属基板3宽度方向偏移，偏移量s为0.2d～0.8d，d为工具头端面1-2的直径，重复步骤三完成第二道搅拌摩擦镀层；如此反复，直至完成最后一道镀层。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式为步骤一中金属基板3为钢板、铜板、钛合金板或铝合金板。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式为步骤二中镀层金属薄板4为铝板或锌板。其它步骤与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式为步骤二中镀层金属薄板4的厚度为0.2mm。其它步骤与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式为步骤三中工具头端面1-2压入金属基板3的深度为0.15mm，下压后停留5s。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式为步骤四中金属基板3宽度方向的偏移量s为0.5d。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式是通过以下步骤实现的：
步骤一、对待镀层的金属基板3表面进行机械抛光，去除金属基板3表面的氧化膜；
步骤二、将表面覆有阻焊剂层5的垫板6置于工作台上，在垫板6上依次放置镀层金属薄板4和金属基板3，其中金属基板3需要镀层的面与镀层金属薄板4接触，利用卡具将上述组件固定，镀层金属薄板4的厚度为0.05mm～0.5mm；
步骤三、工具头1压入金属基板3，工具头端面1-2压入金属基板3的深度为0.05mm～0.2mm，下压后停留0.5s～10s，然后向前搅拌摩擦行进；工具头1的转速为100r/min～3000r/min，工具头1的行进速度为5r/min～200mm/min；
步骤四、对于单侧具有路径的镀层，工具头1在金属基板3上按照指定路径行进，即可完成特定路径上的镀层。
具体实施方式八：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤一中金属基板3为钢板、铜板、钛合金板或铝合金板。其它步骤与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式为步骤二中镀层金属薄板4为铝板或锌板，所述步骤二中镀层金属薄板4的厚度为0.2mm。其它步骤与具体实施方式七相同。
具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，本实施方式为步骤三中工具头端面1-2压入金属基板3的深度为0.15mm，下压后停留5s。其它步骤与具体实施方式七相同。
Claims (10)
1.一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：
步骤一、对待镀层的金属基板(3)表面进行机械抛光，去除金属基板(3)表面的氧化膜；
步骤二、将表面覆有阻焊剂层(5)的垫板(6)置于工作台上，在垫板(6)上依次放置镀层金属薄板(4)和金属基板(3)，其中金属基板(3)需要镀层的面与镀层金属薄板(4)接触，利用卡具将上述组件固定，镀层金属薄板(4)的厚度为0.05mm～0.5mm；
步骤三、工具头(1)压入金属基板(3)，工具头端面(1-2)压入金属基板(3)的深度为0.05mm～0.2mm，下压后停留0.5s～10s，然后向前搅拌摩擦行进；工具头(1)的转速为100r/min～3000r/min，工具头(1)的行进速度为5r/min～200mm/min，完成第一道搅拌摩擦镀层；
步骤四、对于单侧面镀层，完成第一道搅拌摩擦镀层后，抽出工具头(1)并使其回到压入点上方，然后沿金属基板(3)宽度方向偏移，偏移量(s)为0.2d～0.8d，d为工具头端面(1-2)的直径，重复步骤三完成第二道搅拌摩擦镀层；如此反复，直至完成最后一道镀层。
2.根据权利要求1所述的一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，其特征在于：所述步骤一中金属基板(3)为钢板、铜板、钛合金板或铝合金板。
3.根据权利要求2所述的一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，其特征在于：所述步骤二中镀层金属薄板(4)为铝板或锌板。
4.根据权利要求3所述的一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，其特征在于：所述步骤二中镀层金属薄板(4)的厚度为0.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，其特征在于：所述步骤三中工具头端面(1-2)压入金属基板(3)的深度为0.15mm，下压后停留5s。
6.根据权利要求1所述的一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，其特征在于：所述步骤四中金属基板(3)宽度方向的偏移量(s)为0.5d。
7.一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：
步骤一、对待镀层的金属基板(3)表面进行机械抛光，去除金属基板(3)表面的氧化膜；
步骤二、将表面覆有阻焊剂层(5)的垫板(6)置于工作台上，在垫板(6)上依次放置镀层金属薄板(4)和金属基板(3)，其中金属基板(3)需要镀层的面与镀层金属薄板(4)接触，利用卡具将上述组件固定，镀层金属薄板(4)的厚度为0.05mm～0.5mm；
步骤三、工具头(1)压入金属基板(3)，工具头端面(1-2)压入金属基板(3)的深度为0.05mm～0.2mm，下压后停留0.5s～10s，然后向前搅拌摩擦行进；工具头(1)的转速为100r/min～3000r/min，工具头(1)的行进速度为5r/min～200mm/min；
步骤四、对于单侧具有路径的镀层，工具头(1)在金属基板(3)上按照指定路径行进，即可完成特定路径上的镀层。
8.根据权利要求7所述的一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，其特征在于：所述步骤一中金属基板(3)为钢板、铜板、钛合金板或铝合金板。
9.根据权利要求7所述的一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，其特征在于：所述步骤二中镀层金属薄板(4)为铝板或锌板，所述步骤二中镀层金属薄板(4)的厚度为0.2mm。
10.根据权利要求7所述的一种利用搅拌摩擦处理实现金属表面镀层的方法，其特征在于：所述步骤三中工具头端面(1-2)压入金属基板(3)的深度为0.15mm，下压后停留5s。
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