一种制备金属材料纳米结构表面层的方法及其装置

摘要

本发明涉及一种制备金属材料纳米结构表面层的方法及其装置，具体地讲，该方法是基于塑性变形原理在金属材料上制备纳米结构表面层，在4～1600K温度范围内、处理气氛可控条件下，通过旋转轧辊多次有规律地轧制金属表面使其产生塑性变形，从而使待处理金属表面层的粗晶显微组织细化至纳米结构，该纳米结构表面层的厚度可以控制在几个至几千个微米范围内。该装置至少包括工件夹持及运动机构、轧辊、轧辊运动机构、温度气氛控制机构、传动机构和驱动机构。在轧制时，所述轧辊同时绕自转轴线自由旋转，能够且仅发生滚动摩擦。本发明尤其适用在工业上大批量生产大尺寸具有纳米结构表面层的金属材料。

主权项

1、一种制备金属材料纳米结构表面层的方法，其特征在于，利用绕公转轴线高速旋转的轧辊轧制所述金属材料的表面层；在轧制时所述轧辊同时绕自转轴线自由旋转，并且所述金属材料与所述轧辊按既定轨迹做有规律的相对运动，所述轧辊的轧制痕迹完全覆盖所述金属材料的表面；经轧制过程中多次连续剪切、压缩塑性变形作用后在所述金属材料上制备出纳米结构表面层，所述纳米结构表面层的厚度为几微米至几千微米；所述轧辊的公转速度为0.1～20000rpm、公转半径为1～2000mm、直径为1～2000mm、长度为1～1000mm；轧制时待处理金属材料的温度为4～1600K；所述公转轴线是传动机构的水平中心轴；所述自转轴线是所述轧辊自身的安装轴线。