提高镍铝青铜工件耐空化腐蚀性能的方法技术

本发明专利技术公开了提高镍铝青铜工件耐空化腐蚀性能的方法。该方法包括以下声电耦合的步骤：对镍铝青铜工件施加脉冲电流，同时对镍铝青铜工件进行超声滚压处理。根据本申请实施例的方法，至少具有如下有益效果：高能电脉冲通过其电致塑性效应可以提高材料的塑性形变能力，而超声滚压则能够在细化表层晶粒的同时提高材料的表面质量，两者结合应用于钢材可以获得更好的表面强化层，但对于镍铝青铜这种具有多种复杂强化相组成的材料而言研究较少，而申请人意外发现通过这种组合的表面处理方式可以有效改善耐空化腐蚀性能。以有效改善耐空化腐蚀性能。以有效改善耐空化腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
提高镍铝青铜工件耐空化腐蚀性能的方法


[0001]本申请涉及空化腐蚀
，尤其是涉及提高镍铝青铜工件耐空化腐蚀性能的方法。

技术介绍

[0002]我国90％的进出口贸易由大型船舶承担，船舶在远洋航行中所面临的是极其恶劣的海洋腐蚀环境，这就要求制造船舶的金属材料必须具有优异的耐海水腐蚀性和力学性能。海水的腐蚀过程中一般包括应力腐蚀、疲劳腐蚀、空化腐蚀等多种不同类型的腐蚀行为。对于船舶螺旋桨、水泵等水下部件而言，空化腐蚀是其面临的主要问题。螺旋桨、水泵等部件在工作时，附近海水发生搅动，内部压力的起伏引起液体蒸汽，而溶于海水中的气体则在海水中以及海水与这些部件的固液交界面上形成空泡，并不断生长和溃灭，空泡在其空化过程中会对这些金属部件的表面造成破坏，称为空化腐蚀。相比于应力腐蚀，空化腐蚀处于流体动力学系统中，因而过程也更加复杂。国内外研究者虽然对金属材料的空化腐蚀行为做了大量的研究，但完整的机理尚无定论，主流的学说包括冲击波破坏机制和微射流破坏机制。
[0003]表面状态是空化腐蚀的重要影响因素之一，对于金属材料的空化腐蚀行为而言，表面状态不仅会影响空化程度，而且还会影响空化腐蚀破坏过程，因而调节其表面状态是一种重要的手段。一般认为，粗糙表面会促进空化腐蚀的发生，因为粗糙表面含有凹槽、凸沿和坡底等微小结构，含有的空化气核较多，致使空化程度增大。对45#钢试样通过不同加工方法得到的不同表面粗糙度的空化腐蚀实验结果也表明，粗糙表面的空化腐蚀程度比光滑表面的严重。然而，根据微射流破坏机制的理论，一定程度的规则表面的起伏能够较好地减缓空化微射流对材料的作用，使其具有较好的耐空化腐蚀能力。
[0004]除此之外，材料的化学成分、力学性能、外界环境条件也是影响空化腐蚀的重要因素。但目前的研究结果显示，这些因素对金属材料空化腐蚀行为的影响并没有统一规律。例如，Fe
‑
12Cr
‑
0.4C合金中添加Ni时，耐空化腐蚀性能随Ni含量增加而降低；但添加Mn时，耐空化腐蚀性能随Mn含量增加而升高。又比如，硬度更高的Cr
‑
Ni
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Co合金的耐空化腐蚀性能比硬度较低的Cr
‑
Ni
‑
Mo合金要好；但低硬度的HSn70
‑
1锡黄铜的耐空化腐蚀性能又明显高于高硬度的QA19
‑
4铝合金。
[0005]镍铝青铜(NAB)是一种典型的多相材料，内部析出相较多，组织结构复杂。NAB的典型微观组织包括基体α相、高温非平衡冷却留下的残余马氏体β相(β
′
相)和各种不同形貌及成分的κ相(κⅠ、κⅡ、κⅢ、κⅣ)。其中，α相和β
′
相的组成相似，为富铜固溶体；кⅠ和кⅡ呈球状或花环状，主要成分是Fe3Al；层状кⅢ形成于α和β
′
的边界，以NiAl为基础；在α相内析出кⅣ是富铁的相。这种复杂的相组成一方面给NAB带来了较高的抗拉强度和疲劳腐蚀强度，从而能够广泛应用在船舶及其海洋工程中。但另一方面，也为解释NAB的空化腐蚀机制和如何能够进一步提高NAB的耐空化腐蚀性能提出了更高的要求。因此，有必要提供一种能够有效提高镍铝青铜的耐空化腐蚀效果的方法。

技术实现思路

[0006]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种有效提高镍铝青铜工件耐空化腐蚀性能的方法。
[0007]本申请的第一方面，提供一种能够提高镍铝青铜工件耐空化腐蚀性能的方法，该方法包括以下声电耦合的步骤：对镍铝青铜工件施加脉冲电流，同时对镍铝青铜工件进行超声滚压处理。
[0008]根据本申请实施例的方法，至少具有如下有益效果：
[0009]高能电脉冲通过其电致塑性效应可以提高材料的塑性形变能力，而超声滚压则能够在细化表层晶粒的同时提高材料的表面质量，两者结合应用于钢材可以获得更好的表面强化层，但对于镍铝青铜这种具有多种复杂强化相组成的材料而言研究较少，而申请人意外发现通过这种组合的表面处理方式可以有效改善工件的耐空化腐蚀性能，其中的原理可能在于这种处理方式降低了工件的粗糙度、改善了表面预置压应力状态、提高了表面硬度。
[0010]在本申请的一些实施方式中，包括以下步骤：将镍铝青铜工件装夹到支撑装置上，对镍铝青铜工件施加脉冲电流，同时通过超声滚压冲击头对镍铝青铜工件进行超声滚压处理。可以理解的是，为了安全考虑，超声滚压冲击头应与支撑装置所在的车床绝缘。
[0011]在本申请的一些实施方式中，脉冲电流的参数为：频率200～10000Hz，脉宽40～100μs，均方根电流10～100A/mm2，峰值电流100～1000A/mm2。
[0012]在本申请的一些实施方式中，均方根电流20～50A/mm2，峰值电流200～500A/mm2。
[0013]在本申请的一些实施方式中，均方根电流30～40A/mm2，峰值电流300～400A/mm2。
[0014]在本申请的一些实施方式中，均方根电流约37.3A/mm2，峰值电流约342.4A/mm2。
[0015]在本申请的一些实施方式中，超声滚压处理的参数为：频率20～40kHz，振幅3～20μm。
[0016]在本申请的一些实施方式中，超声滚压处理所用的超声滚压冲击头的直径为10～50mm，硬度为80HRA以上，粗糙度为0.2μm以下。
[0017]在本申请的一些实施方式中，超声滚压处理采用润滑油和煤油的混合液进行润滑和冷却。
[0018]在本申请的一些实施方式中，润滑油和煤油的体积比约为4：1。
[0019]在本申请的一些实施方式中，在声电耦合处理前还包括车削预处理以降低表面粗糙度。
[0020]在本申请的一些实施方式中，车削预处理的参数为：转速为500～1000转/分钟，进给0.05～0.5mm/转，吃刀量0.05～0.5mm。
[0021]本申请的第二方面，提供一种镍铝青铜制品，该镍铝青铜制品采用前述的任一种方法处理得到。
[0022]本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0023]图1是本申请的一种实施例的处理装置的结构示意图。
[0024]附图标记：支撑装置100、镍铝青铜工件110、超声滚压装置120、超声滚压头121、脉
冲电源130。
具体实施方式
[0025]以下将结合实施例对本申请的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本申请的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本申请的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本申请保护的范围。
[0026]下面详细描述本申请的实施例，描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.提高镍铝青铜工件耐空化腐蚀性能的方法，其特征在于，包括以下声电耦合的步骤：对所述镍铝青铜工件施加脉冲电流，同时对所述镍铝青铜工件进行超声滚压处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述镍铝青铜工件装夹到支撑装置上，对所述镍铝青铜工件施加脉冲电流，同时通过超声滚压枪头对所述镍铝青铜工件进行超声滚压处理。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲电流的参数为：频率200～10000Hz，脉宽40～100μs，均方根电流10～100A/mm2，峰值电流100～1000A/mm2。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声滚压处理的参数为：频率20～40kHz，振幅3～20μm。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丘林，孙永安，方杰，宋国林，王靓，
申请(专利权)人：权利要求书一页说明书六页附图一页，
类型：发明
国别省市：