一种基于超声喷丸的金属表面合金化方法及其应用

摘要

本发明公开了一种基于超声喷丸的金属表面合金化方法及其应用，在超声冲击的过程中加入合金化粉末，经超声喷丸处理后增强了其在金属中的扩散行为，发生了非平衡态下的快速合金化过程，从而在金属表面形成了合金层，其中包括金属间化合物和固溶相的产生，然后对其进行热处理以加速其表面合金化过程，获得了致密的合金层组织。金属表面预置的合金化粉末在超声喷丸的作用下，加速了其在金属中的扩散及合金化过程，有效提高了金属表面的强度、硬度、耐蚀性和耐磨性。

主权项

一种基于超声喷丸的金属表面合金化方法，其特征在于，在超声冲击的过程中加入合金化粉末，经超声喷丸处理后增强了其在金属中的扩散行为，发生了非平衡态下的快速合金化过程，从而在金属表面形成了合金层，其中包括金属间化合物和固溶相的产生，然后对其进行热处理以加速其表面合金化过程，获得了致密的合金层组织，具体按照下述步骤进行：步骤(1)，将所需的合金化粉末预置在试件表面；步骤(2)，使用超声喷丸设备进行喷丸处理；步骤(3)，去除表面残留的合金化粉末，再将合金化后的试件置于惰性气体氛围保护下进行退火；步骤(1)中使用的试件为低碳钢、高碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁或铁粉烧结件；所述合金化粉末为镍粉、碳化铬、碳化硅、锌粉、碳粉、碳化钨、二氧化锆或者铝粉；所述步骤(2)中，所述的超声喷丸工艺参数包括喷丸功率、冲击枪的移动速度、喷丸覆盖率、合金化粉末的预置厚度，喷丸功率用电流值来表征，其取值范围为1.0‑4.0A；冲击枪的移动速度用冲击枪在某一固定位置的停留时间来表征，停留时间在0.5‑4s；喷丸覆盖率用喷丸次数来表征，为1‑5遍；合金化粉末的预置厚度为0.5‑5mm。