一种钨铝复合材料的表面改性方法技术

本发明专利技术属于表面热处理技术领域，具体涉及一种钨铝复合材料的表面改性方法。本发明专利技术通过高频感应加热炉对钨铝复合材料进行表面热处理，使材料表面形成钨铝合金间化合物保护层，该保护层致密度良好，不存在明显的孔洞或裂纹。本发明专利技术的改性方法提高了钨铝复合材料表面的耐磨性和耐腐蚀性，可满足钨铝复合材料在复杂环境下的应用。

Surface modification method of tungsten aluminum composite material

The invention belongs to the technical field of surface heat treatment, in particular to a surface modification method of tungsten aluminum composite material. The invention uses high frequency induction heating furnace surface heat of tungsten aluminum composite material processing, so that the formation of tungsten Aluminum Alloy compound material surface protective layer, the protective layer density is good, there is no obvious holes or cracks. The modified method of the invention improves the abrasion resistance and corrosion resistance of the surface of the tungsten aluminum composite material, and satisfies the application of the tungsten aluminum composite material in the complicated environment.

【技术实现步骤摘要】
一种钨铝复合材料的表面改性方法
本专利技术属于表面热处理
，具体涉及一种钨铝复合材料的表面改性方法。
技术介绍
钨铝(W/Al)复合材料是一种以铝或铝合金(如2024、7075)等为基体，以W、B4C等为添加相的铝基复合材料，该材料抗辐射屏蔽性能高、轻质、力学性能良好，在防辐射屏蔽技术等领域具有广阔的应用前景。W/Al复合材料由于铝基体的含量较多，材料的硬度较低，在使用过程中常常会因为各种原因使表面划伤，影响材料的美观及表面性能，降低表面质量；在腐蚀环境中，由于钨等添加物和铝基体具有不同的电极电位，材料表现出较强的电化学腐蚀倾向，耐腐蚀性能较差。采用常规的铝合金防腐处理方法如阳极氧化、电镀和喷涂等制备的防腐涂层质量很差，与材料的结合力不高，不能实现良好的防腐效果。因此，对W/Al复合材料进行表面改性，提高其表面的耐磨性和耐腐蚀性能，具有重要的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种钨铝复合材料的表面改性方法，具体技术方案如下：一种钨铝复合材料的表面改性方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)将钨铝复合材料置于高频感应加热炉；2)对步骤1)中高频感应加热炉进行抽真空或通入惰性气体；3)对步骤1)中钨铝复合材料感应加热，使其表面形成钨铝金属间化合物保护层。步骤1)中钨铝复合材料中钨的体积百分含量为5％～20％。步骤1)中钨铝复合材料还包括除钨外的添加相。步骤2)中高频感应加热炉中真空度为小于0.1Pa，所述惰性气体为氩气或氮气。步骤3)中感应加热的加热频率为10～100KHZ。步骤3)中每次感应加热的时间为2～5s，停顿时间大于10min后，继续下一次的感应加热，直至加热温度为500℃～700℃。所述钨铝合金间化合物为WAl12或WAl5。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过高频感应加热炉对钨铝复合材料进行表面热处理，使材料表面形成钨铝合金间化合物保护层，该保护层的致密度良好，不存在明显的孔洞或裂纹。本专利技术的改性方法提高了钨铝复合材料表面的耐磨性和耐腐蚀性，可满足钨铝复合材料在复杂环境下的应用。附图说明图1为实施例1的钨铝金属间化合物保护层显微形貌图。图2为实施例1的钨铝金属间化合物保护层成分分析图。图3为实施例2的钨铝金属间化合物保护层显微形貌图。图4为实施例2的钨铝金属间化合物保护层成分分析图。图5为实施例3的钨铝金属间化合物保护层显微形貌图。图6为实施例3的钨铝金属间化合物保护层成分分析图。图7为实施例4的钨铝金属间化合物保护层显微形貌图。图8为实施例4的钨铝金属间化合物保护层成分分析图。具体实施方式实施例1一种W/Al复合材料的表面改性方法，具体包括如下步骤：(1)首先将W的体积百分含量为5％的W/2024Al复合材料置于高频感应加热炉中，调整好材料在高频感应加热线圈中的位置；(2)接通设备电源，对感应加热炉进行抽真空(小于0.1Pa)或通入惰性气体(氩气或氮气等)保护气氛；(3)设置感应加热的频率为10KHZ，开始感应加热，每次感应加热的时间为5s，停顿时间大于10min后继续下一次的感应加热，总计进行5次感应加热，直至表面加热温度达到600℃，使材料表面区域生成致密的钨铝金属间化合物保护层。经XRD、SEM和外观检测，该材料的表面形成了致密、平整的钨铝金属间化合物保护层，该保护层无明显的孔洞或裂纹等缺陷，如图1和图2所示。实施例2一种W/Al复合材料的表面改性方法，具体包括如下步骤：(1)首先将W的体积百分含量为20％的W/2024Al复合材料置于高频感应加热炉中，调整好材料在高频感应加热线圈中的位置；(2)接通设备电源，对感应加热炉进行抽真空(小于0.1Pa)或通入惰性气体(氩气或氮气等)保护气氛；(3)设置感应加热的频率为100KHZ，开始感应加热，每次感应加热的时间为5s，停顿时间大于10min后继续下一次的感应加热，总计进行5次感应加热，直至表面加热温度达到700℃，使材料表面区域生成致密的钨铝金属间化合物保护层。经XRD、SEM和外观检测，该材料的表面形成了致密、平整的钨铝金属间化合物保护层，该保护层无明显的孔洞或裂纹等缺陷，如图3和图4所示。实施例3一种W/Al复合材料的表面改性方法，具体包括如下步骤：(1)首先将W的体积百分含量为10％的W/Al复合材料置于高频感应加热炉中，调整好材料在高频感应加热线圈中的位置；(2)接通设备电源，对感应加热炉进行抽真空(小于0.1Pa)或通入惰性气体(氩气或氮气等)保护气氛；(3)设置感应加热的频率为50KHZ，开始感应加热，每次感应加热的时间为5s，停顿时间大于10min后继续下一次的感应加热，总计进行5次感应加热，直至表面加热温度达到600℃，使材料表面区域生成致密的钨铝金属间化合物保护层。经XRD、SEM和外观检测，该材料的表面形成了致密、平整的钨铝金属间化合物保护层，该保护层无明显的孔洞或裂纹等缺陷，如图5和图6所示。实施例4一种W/Al复合材料的表面热处理改性方法，具体包括如下步骤：(1)首先将W的体积百分含量为15％的W/Al复合材料置于高频感应加热炉中，调整好材料在高频感应加热线圈中的位置；(2)接通设备电源，对感应加热炉进行抽真空(小于0.1Pa)或通入惰性气体(氩气或氮气等)保护气氛；(3)设置感应加热的频率为10KHZ，开始感应加热，每次感应加热的时间为2s，停顿时间大于10min后继续下一次的感应加热，总计进行10次感应加热，直至表面加热温度达到600℃，使材料表面区域生成致密的钨铝金属间化合物保护层。经XRD、SEM和外观检测，该材料的表面形成了致密、平整的钨铝金属间化合物保护层，该保护层无明显的孔洞或裂纹等缺陷，如图7和图8所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钨铝复合材料的表面改性方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)将钨铝复合材料置于高频感应加热炉；2)对步骤1)中高频感应加热炉进行抽真空或通入惰性气体；3)对步骤1)中钨铝复合材料感应加热，使其表面形成钨铝金属间化合物保护层。

【技术特征摘要】
1.一种钨铝复合材料的表面改性方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)将钨铝复合材料置于高频感应加热炉；2)对步骤1)中高频感应加热炉进行抽真空或通入惰性气体；3)对步骤1)中钨铝复合材料感应加热，使其表面形成钨铝金属间化合物保护层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中钨铝复合材料中钨的体积百分含量为5％～20％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中钨铝复合材料还包括除钨外的添加相。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马书旺，王军锋，苟醒，梁秋实，杨剑，刘坤，王健，杨志民，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11