1.一種金屬表面機(jī)械輔助電熱合金化的制備方法,其特征在于,步驟如下:
步驟一、待合金化金屬工件基體預(yù)處理:
去除待合金化金屬工件基體表面的油污、氧化皮、加工硬化層,待用;
步驟二、電熱合金化電極制備:
選用欲與金屬基體表面合金化的低熔點(diǎn)或低導(dǎo)熱系數(shù)金屬材料,加工成超細(xì)纖維/絲束,將該超細(xì)纖維/絲束緊固在金屬刷體表面,制成帶有合金化元素超細(xì)纖維/絲束的刷子,作為電熱合金化電極材料,待用;
步驟三、電熱合金化設(shè)備組裝:
將步驟二準(zhǔn)備的刷子固定在高頻震動(dòng)器上或者固定在高速運(yùn)動(dòng)電機(jī)上,并在垂直待合金化金屬工件基體表面方向持續(xù)施加一定的壓力,以確保刷子的超細(xì)纖維/絲束合金材料與步驟一準(zhǔn)備的金屬工件基體表面始終保持緊密接觸,而且將刷子與直/交流電源負(fù)極連接,電源正極與金屬工件基體連接,完成電熱合金化制備前的設(shè)備組裝;
步驟四、電熱合金化制備:
啟動(dòng)高頻震動(dòng)器或者高速旋轉(zhuǎn)電機(jī),使帶有合金化元素超細(xì)纖維/絲束的刷子與待合金化金屬工件基體兩者之間處于高速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即兩者形成高速、高壓的摩擦過(guò)程;高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)或高速旋轉(zhuǎn)開始的同時(shí),接通強(qiáng)流直/交流電,開始合金化材料向待合金化金屬工件基體的熔合/轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散,持續(xù)通電高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)或高速旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間,進(jìn)行反復(fù)的熔合/粘著轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散達(dá)到金屬工件基體接觸面深層合金化,獲得理想的合金化強(qiáng)化層;
步驟五、合金化金屬工件基體的磨削及拋光:在獲得步驟四理想的合金化強(qiáng)化層后,切斷供給強(qiáng)流直/交流電,繼續(xù)讓高頻震動(dòng)器或者高速旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)帶有合金化元素超細(xì)纖維/絲束的刷子與步驟四的金屬工件基體高速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間,完成金屬工件基體的磨削及拋光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬表面機(jī)械輔助電熱合金化的制備方法,其特征在于:所述步驟一中可采用噴砂、機(jī)械研磨工藝除去待合金化金屬工件基體表面的油污、氧化皮和加工硬化層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬表面機(jī)械輔助電熱合金化的制備方法,其特征在于:所述步驟二中所述的超細(xì)纖維/絲束的直徑0.05mm-0.2mm,超細(xì) 纖維/絲束在金屬刷子上的密度500根/cm2-3000根/cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬表面機(jī)械輔助電熱合金化的制備方法,其特征在于:所述步驟三中垂直待合金化金屬工件基體表面方向持續(xù)施加的壓力值0.05Mpa-0.5Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬表面機(jī)械輔助電熱合金化的制備方法,其特征在于:所述步驟四中高頻震動(dòng)器或高速旋轉(zhuǎn)電機(jī)與待處理面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為0.01m/s-10m/s;強(qiáng)流的電流密度5A/cm2-25A/cm2;供給強(qiáng)流直/交流電進(jìn)行高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)或高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)間以單位面積累計(jì)共處理20s-60s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬表面機(jī)械輔助電熱合金化的制備方法,其特征在于:所述步驟五中切斷供給強(qiáng)流直/交流電后進(jìn)行高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)或高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)間以單位面積累計(jì)共處理5s-20s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的一種金屬表面機(jī)械輔助電熱合金化的制備方法,其特征在于:所述待化學(xué)熱處理金屬工件基體的材質(zhì)是工業(yè)純鈦(TA2)板材、工業(yè)純鈦(TA1)板材、45號(hào)鋼板或45號(hào)鋼棒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種金屬表面機(jī)械輔助電熱合金化的制備方法,其特征在于:低熔點(diǎn)或低導(dǎo)熱系數(shù)的金屬材料制備成的導(dǎo)電纖維/絲束的材質(zhì)是不銹鋼絲、紫銅絲、TA2鈦絲或鋁絲。