CN105397405A - 一种金属滚压加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属滚压加工方法，包括：利用金属材料表面进行阳极氧化处理，得到包裹在所述金属体表面的阳极氧化膜；对所述阳极氧化膜吸附润滑液；将所述金属材料放置于放卷装置和收卷装置之间，利用滚压刀对包裹在所述金属体表面的阳极氧化膜进行辊轧处理，控制所述滚压刀的预紧力为所述金属体的表面的布氏硬度的3.4倍；调节所述放卷装置和收卷装置之间的转速差，直至所述金属材料表面的硬度检验合格。本发明所述的一种金属滚压加工方法通过先在金属材料表面形成多孔的阳极氧化膜，并在该阳极氧化膜中吸附润滑液。在滚压过程中作用力施加在阳极氧化膜上，大大降低了对金属材料表面产生刮伤的几率，提高了金属材料的表面质量。

Description

一种金属滚压加工方法
技术领域
本发明属于金属材料加工领域，具体涉及一种金属滚压加工方法。
背景技术
现有金属表面加工一般使用压铸方法对金属表面进行加工，但是该方法有以下几大缺点：(1)压铸要求原材料具有极好的流动性，这样就限制了使用的材料型号；(2)压铸件表面粗糙、外观差；(3)压铸件表面有气泡、砂眼。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属滚压加工方法，旨在解决现有金属滚压加工方法处理后的产品硬度低，精加工表面容易被破坏的技术缺陷。
为此，本发明所述的一种金属滚压加工方法采用的技术方案如下：
一种金属滚压加工方法，包括：
利用金属材料表面进行阳极氧化处理，得到包裹在所述金属体表面的阳极氧化膜；
对所述阳极氧化膜吸附润滑液，所述润滑液为锻压油或皂化液，所述锻压液包括85-95wt％的矿物油、2-5wt％的植物油、2.5-13wt％的极压添加剂、0.01wt％的抗泡沫添加剂；所述皂化液为硬脂酸和磷酸三钠的水溶液，其中，所述硬脂酸的浓度为50-60g/L，所述磷酸三钠的浓度为60-80g/L，所述硬脂酸和磷酸三钠的重量比为1：1-1.5；
将所述金属材料放置于放卷装置和收卷装置之间，利用滚压刀对包裹在所述金属体表面的阳极氧化膜进行辊轧处理，控制所述滚压刀的预紧力为所述金属体的表面的布氏硬度的3.4倍；
调节所述放卷装置和收卷装置之间的转速差，从而改变所述金属材料的张力，直至所述金属材料表面的硬度检验合格。
优选地，所述阳极氧化方法包括：在20-25摄氏度的温度下，在电解液中以电压20-25V，电流密度为1-2A/dm2处理5-10min；
其中，所述电解液选自硫酸、磷酸、铬酸和草酸的水溶液中的一种或多种混合物。
优选地，所述电解液为硫酸和磷酸的水溶液，所述硫酸浓度为12-15wt％，磷酸浓度为3-8wt％。
优选地，利用所述滚压刀对吸附润滑液的金属材料进行粗滚压，然后对粗滚压后的金属材料进行固溶处理后进行精滚压，然后进行实效处理，其中，所述固溶处理的温度为525-535℃，时间为2-3h；所述时效处理的温度为170-180℃，时间为7-8h。
优选地，在所述阳极氧化处理之前还包括对金属基材进行退火，然后抛光；所述退火的方法为：将金属材料在405-425℃下保温1-2h。
优选地，所述金属材料为铝、铜、钢、镁和锌中的一种或合金。
与现有技术相比，本发明所述的一种金属滚压加工方法通过先在金属材料表面形成多孔的阳极氧化膜，并在该阳极氧化膜中吸附润滑液。一方面，在滚压过程中作用力施加在阳极氧化膜上，大大降低了对金属材料表面产生刮伤的几率；此外，在滚压过程中，金属材料产生金相组织变形，使得金相组织致密化，而且在阳极氧化膜层上残存压缩应力，提高了金属材料的耐磨性和硬度；而且阳极氧化膜中吸附的润滑液被挤压渗出，对金属材料和滚压刀产生二次润滑，大大降低了对金属材料的损伤，提高了金属材料的表面质量。
此外，本发明实施例提供的金属滚压加工方法的加工率可以稳定控制在1％～7％左右，控制精度高，产品性能稳定，适合推广使用。
附图说明
图1是本发明所述一种金属滚压加工方法一实施方式的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的若干实施方式做进一步说明。
参见图1，图1是本发明所述一种金属滚压加工方法一实施方式的流程图。在图1示出的实施方式包括步骤S101-S104。
在步骤S101中，利用金属材料表面进行阳极氧化处理，得到包裹在所述金属体表面的阳极氧化膜。在一些优选实施方式中，在所述阳极氧化处理之前还包括对金属基材进行退火，然后抛光；所述退火的方法为：将金属材料在405-425℃下保温1-2h。
其中，述阳极氧化方法包括：在20-25摄氏度的温度下，在电解液中以电压20-25V，电流密度为1-2A/dm2处理5-10min；所述电解液选自硫酸、磷酸、铬酸和草酸的水溶液中的一种或多种混合物。所述电解液为硫酸和磷酸的水溶液，所述硫酸浓度为12-15wt％，磷酸浓度为3-8wt％。优选情况下，通过控制阳极氧化时间，使在金属材料表面形成的阳极氧化膜的厚度为5-15um，更有利于润滑液的吸附和渗出。
在步骤S102中，对所述阳极氧化膜吸附润滑液。根据本发明，经过阳极氧化处理后，需要使得到的阳极氧化膜中吸附上润滑液。其中，在阳极氧化膜中吸附润滑液的方法没有要求，可以采用各种常规的方法，例如可以将表面具有阳极氧化膜的金属材料浸没于润滑液中或在阳极氧化膜表面涂覆润滑液。
具体而言，所述润滑液为锻压油或皂化液，所述锻压液包括85-95wt％的矿物油、2-5wt％的植物油、2.5-13wt％的极压添加剂、0.01wt％的抗泡沫添加剂；所述皂化液为硬脂酸和磷酸三钠的水溶液，其中，所述硬脂酸的浓度为50-60g/L，所述磷酸三钠的浓度为60-80g/L，所述硬脂酸和磷酸三钠的重量比为1：1-1.5。优选地，利用所述滚压刀对吸附润滑液的金属材料进行粗滚压，然后对粗滚压后的金属材料进行固溶处理后进行精滚压，然后进行实效处理，其中，所述固溶处理的温度为525-535℃，时间为2-3h；所述时效处理的温度为170-180℃，时间为7-8h。
在步骤S103中，将所述金属材料放置于放卷装置和收卷装置之间，利用滚压刀对包裹在所述金属体表面的阳极氧化膜进行辊轧处理，控制所述滚压刀的预紧力为所述金属体的表面的布氏硬度的3.4倍。
在步骤S104中，调节所述放卷装置和收卷装置之间的转速差，从而改变所述金属材料的张力，直至所述金属材料表面的硬度检验合格。
具体而要，步骤S104包括：多次调节所述金属材料的张力，对所述金属材料的收卷一侧的区域进行硬度检测，直至硬度检测结果合格。其中，优选按照每次提高0.01～0.03T提高所述金属材料的张力，以及优选所述收卷装置的收卷速度为2-4m/s。
在上述实施方式中，所述金属材料为铝、铜、钢、镁和锌中的一种或合金。
与现有技术相比，本发明所述的一种金属滚压加工方法通过先在金属材料表面形成多孔的阳极氧化膜，并在该阳极氧化膜中吸附润滑液。一方面，在滚压过程中作用力施加在阳极氧化膜上，大大降低了对金属材料表面产生刮伤的几率；此外，在滚压过程中，金属材料产生金相组织变形，使得金相组织致密化，而且在阳极氧化膜层上残存压缩应力，提高了金属材料的耐磨性和硬度；而且阳极氧化膜中吸附的润滑液被挤压渗出，对金属材料和滚压刀产生二次润滑，大大降低了对金属材料的损伤，提高了金属材料的表面质量。
此外，本发明实施例提供的金属滚压加工方法的加工率可以稳定控制在1％～7％左右，控制精度高，产品性能稳定，适合推广使用。
应该理解，本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (6)

1.一种金属滚压加工方法，其特征在于，包括：
利用金属材料表面进行阳极氧化处理，得到包裹在所述金属体表面的阳极氧化膜；
对所述阳极氧化膜吸附润滑液，所述润滑液为锻压油或皂化液，所述锻压液包括85-95wt％的矿物油、2-5wt％的植物油、2.5-13wt％的极压添加剂、0.01wt％的抗泡沫添加剂；所述皂化液为硬脂酸和磷酸三钠的水溶液，其中，所述硬脂酸的浓度为50-60g/L，所述磷酸三钠的浓度为60-80g/L，所述硬脂酸和磷酸三钠的重量比为1：1-1.5；
将所述金属材料放置于放卷装置和收卷装置之间，利用滚压刀对包裹在所述金属体表面的阳极氧化膜进行辊轧处理，控制所述滚压刀的预紧力为所述金属体的表面的布氏硬度的3.4倍；
调节所述放卷装置和收卷装置之间的转速差，从而改变所述金属材料的张力，直至所述金属材料表面的硬度检验合格。
2.如权利要求1所述的一种金属滚压加工方法，其特征在于，所述阳极氧化方法包括：在20-25摄氏度的温度下，在电解液中以电压20-25V，电流密度为1-2A/dm2处理5-10min；
其中，所述电解液选自硫酸、磷酸、铬酸和草酸的水溶液中的一种或多种混合物。
3.如权利要求2所述的一种金属滚压加工方法，其特征在于，所述电解液为硫酸和磷酸的水溶液，所述硫酸浓度为12-15wt％，磷酸浓度为3-8wt％。
4.如权利要求1所述的一种金属滚压加工方法，其特征在于，利用所述滚压刀对吸附润滑液的金属材料进行粗滚压，然后对粗滚压后的金属材料进行固溶处理后进行精滚压，然后进行实效处理，其中，所述固溶处理的温度为525-535℃，时间为2-3h；所述时效处理的温度为170-180℃，时间为7-8h。
5.如权利要求1所述的一种金属滚压加工方法，其特征在于，在所述阳极氧化处理之前还包括对金属基材进行退火，然后抛光；所述退火的方法为：将金属材料在405-425℃下保温1-2h。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种金属滚压加工方法，其特征在于，所述金属材料为铝、铜、钢、镁和锌中的一种或合金。
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