一种在金属材料表面制备具有梯度纳米组织结构的方法

摘要

一种在金属材料表面制备具有梯度纳米组织结构的方法，首先将被加工的板材工件置于冷却槽内，利用卡具将工件压紧，将工具头的下端面置于工件表面并压入工件的表面，然后向冷却槽中灌入冷却介质，冷却介质要浸没工件，待工件的温度达到冷却介质的温度后，工具头按一定转速旋转，同时工作台按一定速度水平移动，带动工件以一定速度水平移动，这样就完成一次高硬度的工具头端面在高速旋转过程中对工件表面产生高应变速率、大应变的剪切变形的处理，利用此高速剪切变形技术，对工件表面进行多次变形处理。本发明与现有技术相比具有加工效率高，设备损耗小，制造成本低，工艺简单，适用性强等优点。

主权项

一种在金属材料表面制备具有梯度纳米组织结构的方法，其特征是：该方法所采用的低温剪切变形机构如下：该机构主要包括有工作台、冷却槽及工具头，其中水平放置的工作台上设由四个首尾相连的板体组成并且开口向上的长方形冷却槽，所述冷却槽的内部还设有工具头，该工具头是由高硬度合金钢制成的，其主体为圆柱体，主体的下端面加工为具有一定曲率半径的弧面，其曲率半径为100～200mm，所述主体的中部设直径大于主体的同轴圆凸台，所述工具头的轴线垂直于工作台的上端面；首先将被加工的板材工件置于冷却槽内，利用卡具将工件压紧，将工具头的下端面置于工件表面并压入工件的表面，然后向冷却槽中灌入冷却介质，冷却介质要浸没工件，待工件的温度达到冷却介质的温度‑196℃～‑20℃后，工具头按一定转速旋转，同时工作台按一定速度水平移动，带动工件以一定速度单向水平移动，整个过程始终保持在冷却介质浸没工件的状态，这样就完成一次高硬度的工具头端面在高速旋转过程中对工件表面产生高应变速率、大应变的剪切变形的处理，利用此高速剪切变形技术，对工件表面进行多次变形处理，工艺参数如下：变形应变速率：10～102 s‑1；变形应变量：总变形应变量1.5～5（计算方法：ε = γ3‑1/2，ε为变形量，γ为剪切应变）；变形温度：‑196℃～‑20℃。