CN110453231A - 一种纳米铜合金复合材料表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，包括以下处理步骤步骤一，将铜合金板依次进行超声波清洗、烘干、高能喷丸、水洗、烘干处理；步骤二，将经过步骤一处理的铜合金依次进行碱处理、酸处理、水洗、烘干处理；步骤三，将经过步骤二处理的铜合金基体依次进行纳米热喷处理以及烘干处理。本发明的一种纳米复合材料铜合金基表面处理方法，提供一种低的摩擦磨损性能、抗震性好、使用寿命长、工艺简单、成本低、适于大规模生产应用的表面处理方法，解决现有技术中抗震性差、疲劳寿命低、摩擦磨损性能不是很低的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，属于复合材料领域。
背景技术
随着时代的发展，全球资源越来越匮乏，各种优异性能的替代材料得以应用。铜合金自润滑复合材料兼具铜和润滑剂的特性，即良好的导电导热性能以及优异的摩擦磨损性能，而被广泛的应用于工业领域。但是当前存在铜合金复合材料由于抗震性差、摩擦系数不是很低、使用寿命短等缺点，所以急需一种更有效的技术，该技术需要有低的摩擦磨损性能、抗震性好、使用寿命长、简化的生产工艺、低的成本。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的问题，提供一种低的摩擦磨损性能、抗震性好、使用寿命长、工艺简单、成本低、适于大规模生产应用的表面处理方法，解决现有技术中抗震性差、摩擦系数不是很低的缺陷。
本发明的技术方案是这样实现的：一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，包括以下处理步骤：
步骤一，将铜合金板依次进行超声波清洗、烘干、高能喷丸、水洗、烘干处理；
步骤二，将经过步骤一处理的铜合金依次进行碱处理、酸处理、水洗、烘干处理；
步骤三，将经过步骤二处理的铜合金基体依次进行纳米热喷处理以及烘干处理。
优选的，所述步骤一中的超声波清洗，清洗时间为60～90min，以去除铜合金基体表面的灰尘、油污、氧化物。
优选的，所述步骤一中的烘干处理，将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机的温度设置为60℃～80℃，时间为30～60min。
优选的，所述步骤一中的高能喷丸处理，对钢基体表面进行高能喷丸处理，喷丸直径为1mm，喷丸速度为60m/s，喷丸时间为30～60min，以去除铜合金基体表面的灰尘、油污、氧化物，并对铜表面进行塑性变形，会造成铜合金表面的位错密度不断升高。
优选的，所述步骤一中的水洗，是用去离子水对铜合金基体表面清洗，反复清洗次数为3到5次。
优选的，所述步骤二中的碱处理，对铜合金基体表面使用质量百分比浓度为1％-5％的强碱水溶液碱洗，浸泡时间为30min-60min，所述强碱水溶液为氢氧化钠溶液。
优选的，所述步骤二中的酸处理，对铜合金基体表面使用质量百分比浓度为1％-5％的硝酸溶液中和，浸泡时间为30min-60min，所述强酸水溶液为硝酸溶液。
优选的，所述步骤三处理中的纳米热喷处理，热喷材料为一种纳米复合涂层材料，制备方法为：将硫脉与四水合钼酸铰混合搅拌混匀，并进行加热处理，然后进行冷却、离心，并烘干，并加入聚四氟乙烯材料，进行搅拌混合均匀，最后将搅拌混合均匀的复合材料热喷到铜合金基体表面。
优选的，所述步骤三处理中的烘干处理，是将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机设置为60℃～80℃，时间为30～60min。
本发明的有益技术效果：本发明的一种纳米复合材料铜合金基表面处理方法，提供一种低的摩擦磨损性能、抗震性好、使用寿命长、工艺简单、成本低、适于大规模生产应用的表面处理方法，解决现有技术中抗震性差、疲劳寿命低、摩擦磨损性能不是很低的缺陷。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述：
实施例1
将铜合金基体切割成尺寸为30mm×20mm×5mm金属片；超声波清洗，清洗时间为60min，以去除铜合金基体表面的灰尘、油污、氧化物；烘干处理，将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机的温度设置为60℃，时间为30min；高能喷丸处理，对钢基体表面进行高能喷丸处理，喷丸直径为1mm，喷丸速度为60m/s，喷丸时间为30min，以去除铜合金基体表面的灰尘、油污、氧化物，并对铜表面进行塑性变形，会造成铜合金表面的位错密度不断升高；水洗，是用去离子水对铜合金基体表面清洗，反复清洗次数为3次；烘干处理，将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机的温度设置为60℃，时间为30min；碱处理，对铜合金基体表面使用质量百分比浓度为1％的强碱水溶液碱洗，浸泡时间为30min，所述强碱水溶液为氢氧化钠溶液；酸处理，对铜合金基体表面使用质量百分比浓度为1％的硝酸溶液中和，浸泡时间为30min，所述强酸水溶液为硝酸溶液；水洗，是用去离子水对铜合金基体表面清洗，反复清洗次数为3次；烘干处理，将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机的温度设置为60℃，时间为30min；纳米热喷处理，热喷材料为一种纳米复合涂层材料，制备方法为：将硫脉与四水合钼酸铰混合搅拌混匀，并进行加热处理，然后进行冷却、离心，并烘干，并加入聚四氟乙烯材料，进行搅拌混合均匀，最后将搅拌混合均匀的复合材料热喷到铜合金基体表面；烘干处理，是将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机设置为60℃，时间为30min，得到样品1。
实施例2
将铜合金基体切割成尺寸为30mm×20mm×5mm金属片；超声波清洗，清洗时间为90min，以去除铜合金基体表面的灰尘、油污、氧化物；烘干处理，将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机的温度设置为80℃，时间为60min；高能喷丸处理，对钢基体表面进行高能喷丸处理，喷丸直径为1mm，喷丸速度为60m/s，喷丸时间为60min，以去除铜合金基体表面的灰尘、油污、氧化物，并对铜表面进行塑性变形，会造成铜合金表面的位错密度不断升高；水洗，是用去离子水对铜合金基体表面清洗，反复清洗次数为5次；烘干处理，将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机的温度设置为80℃，时间为60min；碱处理，对铜合金基体表面使用质量百分比浓度为5％的强碱水溶液碱洗，浸泡时间为60min，所述强碱水溶液为氢氧化钠溶液；酸处理，对铜合金基体表面使用质量百分比浓度为5％的硝酸溶液中和，浸泡时间为60min，所述强酸水溶液为硝酸溶液；水洗，是用去离子水对铜合金基体表面清洗，反复清洗次数为5次；烘干处理，将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机的温度设置为80℃，时间为60min；纳米热喷处理，热喷材料为一种纳米复合涂层材料，制备方法为：将硫脉与四水合钼酸铰混合搅拌混匀，并进行加热处理，然后进行冷却、离心，并烘干，并加入聚四氟乙烯材料，进行搅拌混合均匀，最后将搅拌混合均匀的复合材料热喷到铜合金基体表面；烘干处理，是将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机设置为80℃，时间为60min，得到样品2。
将样品1到样品2与市售产品进行摩擦磨损性能、抗震性、中值疲劳寿命对比实验，对比数据如下。
| 样品值/市售值 | 样品1 | 样品2 |
| 摩擦磨损性能 | 1.21倍 | 1.37倍 |
| 抗震性 | 1.93倍 | 2.29倍 |
| 中值疲劳寿命 | 3.63倍 | 3.98倍 |
从数据可知，采用本发明的纳米复合材料与目前市售产品相比，摩擦磨损性能、抗震性、中值疲劳寿命大大提高。同时，本发明的制备方法简单易行，成本低廉，适合大规模生产与应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，其特征在于：包括以下处理步骤：
步骤一，将铜合金板依次进行超声波清洗、烘干、高能喷丸、水洗、烘干处理；
步骤二，将经过步骤一处理的铜合金依次进行碱处理、酸处理、水洗、烘干处理；
步骤三，将经过步骤二处理的铜合金基体依次进行纳米热喷处理以及烘干处理。
2.权利要求1所述的一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，其特征在于：所述步骤一中的超声波清洗，清洗时间为60～90min，以去除铜合金基体表面的灰尘、油污、氧化物。
3.根据权利要求1所述的一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，其特征在于：所述步骤一中的烘干处理，将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机的温度设置为60℃～80℃，时间为30～60min。
4.根据权利要求1所述的一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，其特征在于：所述步骤一中的高能喷丸处理，对钢基体表面进行高能喷丸处理，喷丸直径为1mm，喷丸速度为60m/s，喷丸时间为30～60min，以去除铜合金基体表面的灰尘、油污、氧化物，并对铜表面进行塑性变形，会造成铜合金表面的位错密度不断升高。
5.根据权利要求1所述的一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，所述步骤一中的水洗，是用去离子水对铜合金基体表面清洗，反复清洗次数为3到5次。
6.根据权利要求1所述的一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，所述步骤二中的碱处理，对铜合金基体表面使用质量百分比浓度为1％-5％的强碱水溶液碱洗，浸泡时间为30min-60min，所述强碱水溶液为氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求1所述的一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，所述步骤二中的酸处理，对铜合金基体表面使用质量百分比浓度为1％-5％的硝酸溶液中和，浸泡时间为30min-60min，所述强酸水溶液为硝酸溶液。
8.根据权利要求1所述的一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，所述步骤三处理中的纳米热喷处理，热喷材料为一种纳米复合涂层材料，制备方法为：将硫脉与四水合钼酸铰混合搅拌混匀，并进行加热处理，然后进行冷却、离心，并烘干，并加入聚四氟乙烯材料，进行搅拌混合均匀，最后将搅拌混合均匀的复合材料热喷到铜合金基体表面。
9.根据权利要求1所述的一种纳米铜合金复合材料表面处理方法，所述步骤三处理中的烘干处理，是将铜合金基体放入真空烘干机中烘干，烘干机设置为60℃～80℃，时间为30～60min。
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