CN111876774A

CN111876774A - 一种铝青铜的表面改性方法

Info

Publication number: CN111876774A
Application number: CN202010763731.7A
Authority: CN
Inventors: 胡克福; 胡秀兰; 胡文骏; 吕永生; 林高用; 付亚
Original assignee: Guixi Junda Special Copper Co ltd
Current assignee: Guixi Junda Special Copper Co ltd
Priority date: 2020-08-01
Filing date: 2020-08-01
Publication date: 2020-11-03
Anticipated expiration: 2040-08-01
Also published as: CN111876774B

Abstract

本发明公开了一种铝青铜的表面改性方法；包括有如下步骤：S1、附着粘连层；S2、冷却附着粘连层的铝青铜铸锭；S3、在半成品铝青铜上附着功能层；S4、冷却附着功能层的铝青铜；S5、对铝青铜表面进行处理；本发明在铝青铜的表面设有粘连层，在粘连层内包括有铝和铜等元素，使得粘连层能够与铝青铜完美的粘连在一起，并且在功能层内包括有镍和锶提高铝青铜的表面增加光泽性，并且还有钛和铬增加对铝青铜的表面耐腐蚀性，以及通过激光热熔，使得粘连层和功能层能够快速的热熔粘连。

Description

一种铝青铜的表面改性方法

技术领域

本发明属于铝青铜技术领域，具体涉及一种铝青铜的表面改性方法。

背景技术

铝青铜是以铝为主要合金元素的铜基合金，是含有铁、锰元素的铝青铜，属于高强度耐热青铜，铝青铜具有许多优良的性能。铝青铜具有很高的强度、硬度和耐磨性，常用来制造齿轮坯料、螺纹等零件。铝青铜具有很好的抗蚀性，因此可用来制造耐腐蚀零件，如螺旋桨、阀门等。铝青铜在冲击作用下不会产生火花，可用来制造无火花工具材料。具有优良的导热系数和稳定的刚度，作为模具材料在拉伸、压延不锈钢板式换热器时不会产生粘模、划伤工件等优点，已成为一种新型模具材料。铝青铜具有形状记忆效应，已经作为形状记忆合金得到发展。铝青铜合金价格相对便宜，成为一些昂贵金属材料的部分替代品，如替代锡青铜、不锈钢、镍基合金等。正是由于铝青铜所具有的优良特性，越来越受到喜爱，在民用和军事工业中起着重要的作用，然而市面上各种的铝青铜的表面仍存在各种各样的问题。

如授权公告号为CN105420723A所公开的一种激光熔覆材料及其制备方法，铝青铜基表面改性材料及其制备方法，其虽然实现了铝青铜基表面改性材料的制备方法，工艺过程简单，表面改性效果好，适宜于大规模推广应用，但是并未解决现有铝青铜表面性能改变，使得铝青铜的表面能够实现较强的光泽和防腐蚀性，并且功能层与铝青铜之间的粘连不稳定等的问题，为此我们提出一种铝青铜的表面改性方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝青铜的表面改性方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝青铜的表面改性方法，包括有如下步骤：

S1、附着粘连层：在铝青铜铸锭的表面均匀的铺设有一层2-5mm的粘连层，然后通过激光热熔将粘连层进行热熔，使得粘连层与铝青铜铸锭能够粘连在一起；

S2、冷却附着粘连层的铝青铜铸锭：将S1中的激光热熔过后的铝青铜铸锭在温度20-25℃的低温环境下进行冷却30-60min，使得铝青铜铸锭的表面温度低于常温，获得半成品铝青铜；

S3、在半成品铝青铜上附着功能层：在S2中获得半成品铝青铜表面上均匀的铺设一层20-40mm的功能层，然后再通过激光热熔将功能层进行热熔，使得功能层与粘连层能够粘连在一起；

S4、冷却附着功能层的铝青铜：将S3中的激光热熔过后的铝青铜铸锭在温度30-35℃的低温环境下进行冷却2-4h，使得铝青铜铸锭的表面温度降到常温，获得成品铝青铜；

S5、对铝青铜表面进行处理：将激光热熔过后的铝青铜表面通过打磨装置进行打磨，使得铝青铜表面能保持平整。

优选的，所述S1中的粘连层由以下质量百分比的组分组成：铝30％～40％，铁10％～20％，铬 10％～15％，锶 0.5％～1％，碳 0.3％～0.4％，余量为铜。

优选的，所述S1中的功能层由以下质量百分比的组分组成：镍9％～15％，锶1％～8％，锰0.5％～1％，钛5％～15％，铬10％～20％，铝10％～15％，碳0.3％～0.4％，余量为铜。

优选的，所述S1中的粘连层和功能层中的金属元素在使用的时候先通过粉碎机进行粉碎研磨，且金属元素颗粒的直径保持在0.5-1mm之间。

优选的，所述粘连层金属粉末和功能层金属粉末分别通过搅拌机进行搅拌混合，且搅拌机的搅拌转速为2000-2400r/min，且搅拌时间为10-20min。

优选的，所述S1中的激光热熔的条件为激光输出功率P＝3KW～4KW，扫描速度V＝1.5mm/s～2.5mm/s，光斑尺寸d＝1mm，送粉速度为2g/s。

优选的，所述S5中的打磨装置上采用的是100#、200#SiC金相砂纸打磨，且打磨时长为8-10min。

优选的，所述S1中的铝青铜铸锭在进行操作之前的时候先通过清洗剂进行清洗，并且通过热风机对铝青铜铸锭的表面进行风干。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在铝青铜的表面设有粘连层，在粘连层内包括有铝和铜等元素，使得粘连层能够与铝青铜完美的粘连在一起，并且在功能层内包括有镍和锶提高铝青铜的表面增加光泽性，并且还有钛和铬增加对铝青铜的表面耐腐蚀性，以及通过激光热熔，使得粘连层和功能层能够快速的热熔粘连。

附图说明

图1为本发明的步骤结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种铝青铜的表面改性方法，包括有如下步骤：

S1、附着粘连层：在铝青铜铸锭的表面均匀的铺设有一层2mm的粘连层，然后通过激光热熔将粘连层进行热熔，使得粘连层与铝青铜铸锭能够粘连在一起；

S2、冷却附着粘连层的铝青铜铸锭：将S1中的激光热熔过后的铝青铜铸锭在温度20℃的低温环境下进行冷却60min，使得铝青铜铸锭的表面温度低于常温，获得半成品铝青铜；

S3、在半成品铝青铜上附着功能层：在S2中获得半成品铝青铜表面上均匀的铺设一层20mm的功能层，然后再通过激光热熔将功能层进行热熔，使得功能层与粘连层能够粘连在一起；

S4、冷却附着功能层的铝青铜：将S3中的激光热熔过后的铝青铜铸锭在温度30℃的低温环境下进行冷却2h，使得铝青铜铸锭的表面温度降到常温，获得成品铝青铜；

为了使得粘连层能够稳定的粘连住铝青铜和功能层，本实施例中，优选的，所述S1中的粘连层由以下质量百分比的组分组成：铝30％，铁10％，铬 10％，锶 0.5％，碳 0.3％，余量为铜。

为了使得功能层能够改变铝青铜的性能，并且实现对铝青铜进行保护，本实施例中，优选的，所述S1中的功能层由以下质量百分比的组分组成：镍9％，锶1％，锰0.5％，钛5％，铬10％，铝10％，碳0.3％，余量为铜。

为了使得粘连层和功能层在激光热熔的时候能够快速的实现热熔化，本实施例中，优选的，所述S1中的粘连层和功能层中的金属元素在使用的时候先通过粉碎机进行粉碎研磨，且金属元素颗粒的直径保持在0.5mm之间。

为了使得粘连层和功能层的金属粉末能够实现混合，不会使得激光热熔的时候造成金属元素斑块，本实施例中，优选的，所述粘连层金属粉末和功能层金属粉末分别通过搅拌机进行搅拌混合，且搅拌机的搅拌转速为2000r/min，且搅拌时间为20min。

为了实现对粘连层和功能层的金属元素进行热熔，并且保证热熔的均匀性，本实施例中，优选的，所述S1中的激光热熔的条件为激光输出功率P＝3KW，扫描速度V＝1.5mm/s，光斑尺寸d＝1mm，送粉速度为2g/s。

为了实现对加工过后的铝青铜进行打磨修整，本实施例中，优选的，所述S5中的打磨装置上采用的是100#、200#SiC金相砂纸打磨，且打磨时长为8min。

为了使得铝青铜的表面能够保持干净整洁，方便粘连层的热熔粘连，本实施例中，优选的，所述S1中的铝青铜铸锭在进行操作之前的时候先通过清洗剂进行清洗，并且通过热风机对铝青铜铸锭的表面进行风干。

实施例二：

一种铝青铜的表面改性方法，包括有如下步骤：

S1、附着粘连层：在铝青铜铸锭的表面均匀的铺设有一层5mm的粘连层，然后通过激光热熔将粘连层进行热熔，使得粘连层与铝青铜铸锭能够粘连在一起；

S2、冷却附着粘连层的铝青铜铸锭：将S1中的激光热熔过后的铝青铜铸锭在温度25℃的低温环境下进行冷却30min，使得铝青铜铸锭的表面温度低于常温，获得半成品铝青铜；

S3、在半成品铝青铜上附着功能层：在S2中获得半成品铝青铜表面上均匀的铺设一层40mm的功能层，然后再通过激光热熔将功能层进行热熔，使得功能层与粘连层能够粘连在一起；

S4、冷却附着功能层的铝青铜：将S3中的激光热熔过后的铝青铜铸锭在温度35℃的低温环境下进行冷4h，使得铝青铜铸锭的表面温度降到常温，获得成品铝青铜；

为了使得粘连层能够稳定的粘连住铝青铜和功能层，本实施例中，优选的，所述S1中的粘连层由以下质量百分比的组分组成：铝40％，铁20％，铬15％，锶1％，碳0.4％，余量为铜。

为了使得功能层能够改变铝青铜的性能，并且实现对铝青铜进行保护，本实施例中，优选的，所述S1中的功能层由以下质量百分比的组分组成：镍15％，锶8％，锰1％，钛15％，铬20％，铝15％，碳0.4％，余量为铜。

为了使得粘连层和功能层在激光热熔的时候能够快速的实现热熔化，本实施例中，优选的，所述S1中的粘连层和功能层中的金属元素在使用的时候先通过粉碎机进行粉碎研磨，且金属元素颗粒的直径保持在1mm之间。

为了使得粘连层和功能层的金属粉末能够实现混合，不会使得激光热熔的时候造成金属元素斑块，本实施例中，优选的，所述粘连层金属粉末和功能层金属粉末分别通过搅拌机进行搅拌混合，且搅拌机的搅拌转速为2400r/min，且搅拌时间为10min。

为了实现对粘连层和功能层的金属元素进行热熔，并且保证热熔的均匀性，本实施例中，优选的，所述S1中的激光热熔的条件为激光输出功率P＝4KW，扫描速度V＝2.5mm/s，光斑尺寸d＝1mm，送粉速度为2g/s。

为了实现对加工过后的铝青铜进行打磨修整，本实施例中，优选的，所述S5中的打磨装置上采用的是100#、200#SiC金相砂纸打磨，且打磨时长为10min。

本发明的工作原理及使用流程：

第一步、附着粘连层：在铝青铜铸锭的表面均匀的铺设有一层2-5mm的粘连层，然后通过激光热熔将粘连层进行热熔，使得粘连层与铝青铜铸锭能够粘连在一起；

第二步、冷却附着粘连层的铝青铜铸锭：将S1中的激光热熔过后的铝青铜铸锭在温度20-25℃的低温环境下进行冷却30-60min，使得铝青铜铸锭的表面温度低于常温，获得半成品铝青铜；

第三步、在半成品铝青铜上附着功能层：在S2中获得半成品铝青铜表面上均匀的铺设一层20-40mm的功能层，然后再通过激光热熔将功能层进行热熔，使得功能层与粘连层能够粘连在一起；

第四步、冷却附着功能层的铝青铜：将S3中的激光热熔过后的铝青铜铸锭在温度30-35℃的低温环境下进行冷却2-4h，使得铝青铜铸锭的表面温度降到常温，获得成品铝青铜；

第五步、对铝青铜表面进行处理：将激光热熔过后的铝青铜表面通过打磨装置进行打磨，使得铝青铜表面能保持平整。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种铝青铜的表面改性方法，其特征在于：包括有如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铝青铜的表面改性方法，其特征在于：所述S1中的粘连层由以下质量百分比的组分组成：铝30％～40％，铁10％～20％，铬 10％～15％，锶 0.5％～1％，碳 0.3％～0.4％，余量为铜。

3.根据权利要求1所述的一种铝青铜的表面改性方法，其特征在于：所述S1中的功能层由以下质量百分比的组分组成：镍9％～15％，锶1％～8％，锰0.5％～1％，钛5％～15％，铬10％～20％，铝10％～15％，碳0.3％～0.4％，余量为铜。

4.根据权利要求1所述的一种铝青铜的表面改性方法，其特征在于：所述S1中的粘连层和功能层中的金属元素在使用的时候先通过粉碎机进行粉碎研磨，且金属元素颗粒的直径保持在0.5-1mm之间。

5.根据权利要求4所述的一种铝青铜的表面改性方法，其特征在于：所述粘连层金属粉末和功能层金属粉末分别通过搅拌机进行搅拌混合，且搅拌机的搅拌转速为2000-2400r/min，且搅拌时间为10-20min。

6.根据权利要求1所述的一种铝青铜的表面改性方法，其特征在于：所述S1中的激光热熔的条件为激光输出功率P＝3KW～4KW，扫描速度V＝1.5mm/s～2.5mm/s，光斑尺寸d＝1mm，送粉速度为2g/s。

7.根据权利要求1所述的一种铝青铜的表面改性方法，其特征在于：所述S5中的打磨装置上采用的是100#、200#SiC金相砂纸打磨，且打磨时长为8-10min。

8.根据权利要求1所述的一种铝青铜的表面改性方法，其特征在于：所述S1中的铝青铜铸锭在进行操作之前的时候先通过清洗剂进行清洗，并且通过热风机对铝青铜铸锭的表面进行风干。