一种离子氮化表面改性的钢制搅拌摩擦焊搅拌头的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种离子氮化表面改性的钢制搅拌摩擦焊搅拌头的制备方法，对预先经过真空淬火和回火热处理的钢制搅拌摩擦焊搅拌头本体进行离子氮化表面改性处理，搅拌头经过离子氮化表面改性处理后冷却至室温出炉。所制备的搅拌摩擦焊接搅拌头心部具有良好的冲击韧性，表层的离子氮化层使搅拌头具有高硬度、高耐磨性、良好的红硬性和优良的抗弯曲疲劳性能，氮化层从表层到基体呈现理想的硬度梯度分布，与基体结合力强，制造成本低，可显著延长搅拌头的使用寿命。

Method for preparing steel stirring friction welding stirring head modified by ion nitriding surface

The invention relates to a mixing head friction stir welding steel preparation method of ion nitriding surface modification, the pre vacuum quenching and tempering heat treatment of steel stirring friction stir welding head body modification treatment of ion nitriding surface, stirring after surface modification of ion nitriding after cooling to room temperature baked. The friction stir welding by mixing head core has excellent toughness, ion nitriding layer surface of the stirring head has high hardness, high wear resistance, good red hardness and excellent anti fatigue properties, the nitride layer from the surface to the substrate is the ideal hardness gradient distribution, bonding strength, low manufacturing cost, can prolong the service life of the stir head.

【技术实现步骤摘要】
一种离子氮化表面改性的钢制搅拌摩擦焊搅拌头的制备方法
本专利技术涉及一种搅拌摩擦焊接用搅拌头的制备方法，尤其是一种离子氮化表面改性的钢制搅拌摩擦焊搅拌头的制备方法，属于搅拌摩擦焊接搅拌头表面改性

技术介绍
搅拌摩擦焊是1991年由英国焊接研究所研发的新型先进固态焊接方法，能有效减少传统的熔化焊所产生的焊接接头缺陷，尤其适于可焊性差及异种金属焊接。搅拌头作为搅拌摩擦焊的关键工具，在焊接过程中将与被焊接材料发生剧烈的热机械作用，包括高温下的剧烈摩擦磨损、弯矩、冲击载荷和交变载荷等交互作用，这种严苛的工况要求搅拌头必须具有良好的红硬性、耐磨性、抗冲击韧性和优良的抗弯曲疲劳性等性能，因此，搅拌头性能优劣成为搅拌摩擦焊技术发展的关键瓶颈。目前，国内外文献报导多采用经淬火并回火处理的工模具钢材料（如3Cr2W8V、H13、Cr12MoV、W9Mo3Cr4、W6Mo5Cr4V2、SUS440C等）来制造搅拌头，但这种未经表面改性处理的搅拌头应用于工业化条件下长时间进行搅拌摩擦焊接生产时则表现出耐磨性、红硬性差，表面可能存在氧化脱碳层导致搅拌头在焊接过程中表现出抗弯曲疲劳性能差，容易发生疲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子氮化表面改性的钢制搅拌摩擦焊搅拌头的制备方法，其特征在于包括下述步骤：首先对钢制搅拌摩擦焊搅拌头进行真空淬火和回火热处理，获得具有较高韧性的回火基体组织和真空热处理后无氧化脱碳的光亮表面；然后对搅拌头进行离子氮化表面改性处理，将搅拌头安放在离子氮化炉中，选用氨气作为气源，氨气流量0.5L/min~0.6L/min，炉内压力350Pa~450Pa，电压在400~650V，氮化温度为520℃~560℃，氮化时间为2h~5h；搅拌头经过离子氮化表面改性处理后冷却至室温出炉，得表面具有离子氮化层的钢制搅拌摩擦焊搅拌头。

【技术特征摘要】
1.一种离子氮化表面改性的钢制搅拌摩擦焊搅拌头的制备方法，其特征在于包括下述步骤：首先对钢制搅拌摩擦焊搅拌头进行真空淬火和回火热处理，获得具有较高韧性的回火基体组织和真空热处理后无氧化脱碳的光亮表面；然后对搅拌头进行离子氮化表面改性处理，将搅拌头安放在离子氮化炉中，选用氨气作为气源，氨气流量0.5L/min~0.6L/min，炉内压力350Pa~450Pa，电压在400~650V，氮化温度为520℃~560℃，氮化时间为2h~5h；搅拌头经过离子氮化表面改性处理后冷却至室温出炉，得表面具有离子氮化层的钢制搅拌摩擦焊搅拌头。2.根据权利要求1所述的一种离子氮化表面改性的钢制搅拌摩擦焊搅拌头的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王守晶，潘明明，刘爽，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21