【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术属于45钢高能束表面改性，具体涉及一种提升45钢表面力学性能的方法。
技术介绍
0、
技术介绍
1、45钢隶属于优质碳素结构钢，具有良好的综合力学性能：较高的强度、良好的切削性能，且加工低廉，工业中用途广泛。在实际的生产中，多应用于轴类零件，也常用机械中的齿轮、齿条、连杆等。由于齿轮、轴类等所处的工况需要材料表面具有较高的硬度和耐磨性，但是一般热处理后的45钢表面硬度较低，在高温和高应力环境下容易失效，且45钢在使用过程中存在极易被腐蚀的问题，因而使用范围受到了极大的限制。如果能选择合适的表面处理工艺，提高45钢的表面性能，不仅可以大幅降低生产制造的成本，而且可以节约能源并扩大其使用范围。
2、电子束表面改性技术利用高能量密度的电子束流轰击材料表面，并在亚表面将动能转变成热能，使材料表面快速升温，而后快速冷却，达到表面改性的效果。电子束可将90％的电能转化为热能，能量利用率高。具有“自淬火”效应，不需要冷却淬火，因此不会对环境产生污染，绿色环保。因此，本专利提出一种提升45钢表面力学性能的方法，既可以提升45钢的表面硬度，还能增强其耐磨性，扩大电子束在材料表面改性领域的应用。
技术实现思路
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技术实现思路
1、本专利技术的目的是：
2、本专利技术对45钢工件进行铣削切割，用丙酮和无水乙醇溶剂对铣削后的试块进行清洗；最后通过电子束处理得到试样成品。本专利技术在有效提升表面硬度的同时，可提高试块表面耐磨性，具有极好的
3、为解决上诉问题，本专利技术所采用的技术方案是：
4、1、一种提升45钢表面力学性能的方法，包括以下步骤：
5、步骤1：前处理，对切割后的试块工件进行铣削，然后在试块表面加工置粉槽，最后用丙酮和无水乙醇溶剂对铣削后的工件进行清洗，去除表面油污与杂质。
6、步骤1结束后进行步骤2；
7、步骤2：预处理，进行w-ni混合粉末，以w：ni＝7:3的比例，将纯度均为99.9％、平均粒径为44μm的w粉和平均粒径为10μm的ni粉均匀混合后，预涂覆于清洗后的工件置粉槽中。
8、步骤2结束后进行步骤3；
9、步骤3：电子束处理，将预处理后的工件放置于电子束焊机的工作台上，然后对焊接加工室进行抽真空至真空度为6.5×10-3pa。在操控面板设置电子束焊机工艺参数为：加速电压60kv，束流24ma，电子枪移动速度1mm/s，扫描频率300hz。1#、2#、3#、4#样品的能量密度分别为98、132、201、425j/cm2。用环形电子束对工件表面连续扫描处理后得到成品。
10、步骤3结束后进行步骤4；
11、步骤4：组织与性能测试，通过激光显微镜获取截面形貌，采用quanta feg450场发射扫描电镜观察试样的微观结构。采用hxd-1000tm显微硬度计以载荷0.981n、加载时间10s测量工件显微硬度。在试样横截面中心线上每隔100μm作为一个测量点，每个测试点左右每隔50μm分别记录数据，每个测试点记录5个数据，去掉最大值及最小值后取平均值作为该测试点的显微硬度。采用cft-i型材料表面性能综合测试仪进行试样的摩擦学试验，试验条件为：直径的gcr15球作为摩擦副，工作载荷为30n，往复摩擦距离为3mm，速度为1mm/s，室温下持续45分钟，用其测试组件探针式表面轮廓仪对磨损量进行测试。
12、2、根据权利要求1所述的一种提升45钢表面力学性能的方法，特征在于：步骤1前需进行切割处理，采用数控铣床将45钢材料切割成
13、50mm×50mm×50mm的试块。
14、3、根据权利要求1所述的一种提升45钢表面力学性能的方法，特征在于：步骤1所述的在试块表面加工置粉槽为在其表面加工尺寸为47mm×7mm×0.9mm的槽，铣削过程中保持每个工件的进刀量一致、铣削速度相同，得到铣削后的试块。
15、4、根据权利要求1所述的一种提升45钢表面力学性能的方法，特征在于：步骤1所述的清洗溶剂主要成分为丙酮和无水乙醇。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、1.本专利技术采用电子束扫描处理45钢表面的方式，在提高表面硬度的同时，还可有效增强其表面耐磨性。本专利技术采用电子束扫描方式，使45钢瞬时加热达到材料熔点，而后迅速降温。急热骤冷过程使得试块表面温度梯度很大，能快速硬化，实现表面硬度、耐磨性能整体提升。
18、2.本专利技术在扫描电子束处理45钢时，电子束流作用于试块表面，短时间内产生大量热量而后扩散。由于基体导热快，冷却速度较大，通过骤冷急热的方式使得材料熔融层和热影响区的组织细化，表面硬度、耐磨性得到提升，类似于热处理淬火效果。试块基体则因受热温度较低，内部组织不变，材料内部仍具有的韧性。因此本专利技术可实现硬度、耐磨性等表面性能的提高。
19、3.本专利技术关于电子束处理45钢的过程是在真空加工室内进行，可保证加工过程环境无污染，避免45钢与外界接触；同时能量传递介质为电子，具有能量转换高、作用效果好等特点。
20、4.本专利技术制备的45钢基体显微硬度为223.7hv，改性层显微硬度为877.6hv，改性层硬度是基体硬度的3.9倍。即经过本专利技术电子束扫描处理，45钢试块表面硬度得到显著提高。在工作载荷为30n，往复长度为3mm,速度为1mm/s，室温下持续45分钟下，其磨损量为0.0054mm3，仅为基体(0.0466mm3)的11.6％。
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1.一种提升45钢表面力学性能的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提升45钢表面力学性能的方法，特征在于：步骤1前需进行切割处理，采用数控铣床将45钢材料切割成50mm×50mm×50mm的试块。
3.根据权利要求1所述的一种提升45钢表面力学性能的方法，特征在于：步骤1所述的在试块表面加工置粉槽为在其表面加工尺寸为47mm×7mm×0.9mm的槽，铣削过程中保持每个工件的进刀量一致、铣削速度相同，得到铣削后的试块。
4.根据权利要求1所述的一种提升45钢表面力学性能的方法，特征在于：步骤1所述的清洗溶剂主要成分为丙酮和无水乙醇。
【技术特征摘要】
1.一种提升45钢表面力学性能的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提升45钢表面力学性能的方法，特征在于：步骤1前需进行切割处理，采用数控铣床将45钢材料切割成50mm×50mm×50mm的试块。
3.根据权利要求1所述的一种提升45钢表面力学性能的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：严海玲，赵欢，王凯，张晶，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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