一种合金工件的表面织构方法技术

本发明专利技术涉及冶金领域，具体涉及一种合金工件的表面织构方法

【技术实现步骤摘要】
一种合金工件的表面织构方法


[0001]本专利技术涉及冶金领域，具体涉及一种合金工件的表面织构方法
。

技术介绍

[0002]活塞环
‑
缸套滑动副的摩擦学性能对内燃机的使用效率
、
使用寿命等有显著影响
。
通过激光表面织构化技术在试件表面加工不同参数的微凹坑织构，并进行摩擦学实验，由实验结果可知：表面织构可以有效减小摩擦副的摩擦系数，进而降低摩擦功，提升燃油经济性
。
[0003]目前针对内燃机缸孔表面的织构方法主要是激光等方式，具体过程是：如图1所示，利用激光作用于材料表面，材料表面受到激光照射后，会产生高温，材料被分解气化，进而形成具有一定形貌的表面结构
。
[0004]通过激光照射表面，产生高温，材料会被气化，形成具有一定形状的表面，材料收到高温后，其组织性能会发生变化，例如局部硬度提高，边缘组织强度变差，形成一个硬度不均匀的表面，会造成材料的不均匀磨损，造成坏的影响
。
[0005]为此，提出本专利技术
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的是提供一种合金工件的表面织构方法，不会改变工件本体的材料组织性能，避免了局部组织硬化及材料局部组织性能变差的缺点
。
[0007]为了实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案
。
[0008]一种合金工件的表面织构方法，包括：
[0009]提供合金工件，其具有待织构的表面；
[0010]在所述待织构的表面铺设掩模板，所述掩模板使所待织构的表面的一部分表面裸露，掩盖其余表面；
[0011]使磨料以
15m/s
‑
150m/s
速度冲击所述合金工件的铺设有掩模板的所述待织构的表面
。
[0012]由此，本专利技术利用高速磨料颗粒撞击未被掩模板遮盖的裸露表面，经过一定的时间后，在磨料的撞击下，材料表面被破坏，进而形成一定形貌的微凹表面，即微凹织构效果
。
由于本专利技术不产生高温，因此不会改变工件本体的材料组织性能，避免了局部组织硬化及材料局部组织性能变差的缺点
。
[0013]在此基础上，还可以进一步调整冲击的速度
、
磨料材质及粒径
、
射程
、
冲击时长等条件，以提高织构效率或者改善织构效果
。
[0014]进一步地，所述冲击的速度为
30m/s
‑
100m/s。
[0015]冲击速度若超出
150m/s
后，可能会造成工件的不受控制的变形
、
破裂等问题
。
[0016]进一步地，所述冲击的方向垂直于所述待织构的表面
。
垂直方向的冲击可以更大效率的应用冲击速度产生的能量，从而提高织构效率，节省能耗
。
[0017]进一步地，利用高压气体手段实现所述冲击的速度
。
高压气体实现冲击的手段不易带来污染物，且设备简单
。
[0018]进一步地，采用喷嘴喷出所述磨料，所述喷嘴距离所述待织构的表面的距离为
5mm
‑
30mm。
[0019]若距离过长，则由于空气阻力等原因导致速度损耗大；若距离过段，则对压力要求越高
。
因此，综合考虑，距离保持在
5mm
‑
30mm
范围内更佳
。
[0020]进一步地，所述磨料包括以下中的至少一种：陶瓷
、
碳化硅
、
铸铁
、
钢
。
[0021]这些磨料对合金的磨损更高效，且原料易获得，并且成本低廉
。
[0022]进一步地，所述磨料的粒径为
20
μ
m
‑
1000
μ
m。
[0023]当磨料粒径过小时，在喷嘴中容易团聚，过大则容易造成微凹结构分布不均匀
。
[0024]进一步地，所述磨料采用粒径为
20
μ
m
‑
100
μ
m
的陶瓷
。
[0025]进一步地，所述冲击的时长为
10
～
15min
，可以达到均匀织构的效果
。
[0026]本专利技术对合金工件的材质没有特别限制
。
[0027]进一步地，所述合金工件为内燃机气缸
。
[0028]理论上，本专利技术适用于任意类型或任意设备上的合金工件
。
对内燃机气缸而言，对组织性能要求更严格，因此优选本专利技术的方法
。
[0029]综上，与现有技术相比，本专利技术达到了以下技术效果：
[0030](1)
本专利技术利用高速磨料颗粒撞击未被掩模板遮盖的裸露表面，经过一定的时间后，在磨料的撞击下，材料表面被破坏，进而形成一定形貌的微凹表面，即微凹织构效果
。
由于本专利技术不产生高温，因此不会改变工件本体的材料组织性能，避免了局部组织硬化及材料局部组织性能变差的缺点
。
同时，本专利技术形成的微凹结构比较均匀，能有效储存润滑液，增加润滑膜承载能力，改善润滑效果，提高工件的抗磨性能
。
[0031](2)
通过调整冲击的速度
、
磨料材质及粒径
、
射程
、
冲击时长等条件还可以提高织构效率或者改善织构效果
。
[0032](3)
本专利技术的方法适用范围广泛，可用于多种合金材料，以及不同形状的工件
。
[0033]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的
、
特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式
。
附图说明
[0034]通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了
。
附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制
。
而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件
。
在附图中：
[0035]图1为激光手段进行表面织构的设备组件图；
[0036]图2为本专利技术提供的表面织构方法中设备工作状态的模拟图；
[0037]图3为本专利技术织构方法形成的微凹结构示意图；
[0038]附图标记：
[0039]1‑
待织构的表面，2‑
掩模板，3‑
磨料，4‑
高压喷头，5‑
高压空气
。
具体实施方式
[0040]下面将结合附图对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种合金工件的表面织构方法，其特征在于，包括：提供合金工件，其具有待织构的表面；在所述待织构的表面铺设掩模板，所述掩模板使所待织构的表面的一部分表面裸露，掩盖其余表面；使磨料以
15m/s
‑
150m/s
速度冲击所述合金工件的铺设有掩模板的所述待织构的表面
。2.
根据权利要求1所述的合金工件的表面织构方法，其特征在于，所述冲击的速度为
30m/s
‑
100m/s。3.
根据权利要求1或2所述的合金工件的表面织构方法，其特征在于，所述冲击的方向垂直于所述待织构的表面
。4.
根据权利要求1所述的合金工件的表面织构方法，其特征在于，利用高压气体手段实现所述冲击的速度
。5.
根据权利要求4所述的合金工件的表面织构方法，其特征在于，采用喷嘴喷出所述磨料，所述喷嘴距离所述待织构的表面的距离为
5mm
‑
30mm。6.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王樱达，李广田，李东波，马伟，蔡洪彬，王有治，韩亚辉，徐贤发，周涛，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：