銦鐵復合球微晶復合層的制作方法
【專利摘要】本發明公開了銦鐵復合球微晶復合層,本發明的銦鐵復合球微晶復合層是在零件設一表面材料層，表面材料層具有含銦超過50%(Wt%)且銦和鐵的總含量超過55%(Wt%)、由4個或更多的球狀晶粒或近似球狀晶粒緊密聯系組成體積更大的銦鐵復合球微晶單元，銦鐵復合球微晶單元呈以行為單位或以列為單位近似規則密排陣列；基體材料可為其它成份和其它形狀金相組織，表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鐵復合球微晶復合層。
【專利說明】銦鐵復合球微晶復合層
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及銦鐵復合球微晶復合層。
【背景技術】
[0002]摩擦磨損是機械和汽車等產品失效的主要原因之一，大約80%的機械零部件失效是由于各種形式的磨損引起的，由于機械零部件失效帶來經濟損失達到幾十億元。
[0003]文獻檢索和專利檢索結果，目前國內還沒有銦鐵復合球微晶復合層的相關專利文獻報導。因此，研究銦鐵復合球微晶復合層具有重要的應用價值和實用意義。
【發明內容】
[0004]本發明的任務是提供一種銦鐵復合球微晶復合層，本發明的任務是通過如下技術方案來實現的:本發明的銦鐵復合球微晶復合層是在零件設一表面材料層，表面材料層具有含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( fft%),銦鐵復合球微晶單元呈以行為單位或以列為單位近似規則密排陣列；基體材料可為其它成份和其它形狀金相組織，表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鐵復合球微晶復合層。
[0005]所述的銦鐵復合球微晶，由4個或更多的球狀晶粒或近似球狀晶粒緊密聯系組成體積更大的球狀或近似球狀銦鐵復合球微晶單元，球狀晶粒或近似球狀晶粒含銦超過50%(Wt%)且銦和鐵的總含量超過55%( Wt%)，球狀晶粒或近似球狀晶粒尺寸小于500nm，銦鐵復合球微晶單元呈以行為單位或以列為單位近似規則密排陣列。
[0006]本
【發明者】經過多年來的深入研究，發現機械零件表面發生相對運動過程中，尤其在存在微動磨損的機械零件接觸表面，銦鐵復合球微晶復合層能減少微動疲勞、微動腐蝕，尤其提高零件接觸表面抗“切向微動+轉動微動”等復合微動磨損的性能，對改善其接觸表面的表面摩擦因數和摩擦力作用機理，與大都數國內外學者已見報導相關材料的性能有很大不同，并可應用于其它領域。銦鐵復合球微晶復合層能有效減少微動疲勞、微動腐蝕，尤其提高零件接觸表面抗“切向微動+轉動微動”等復合微動磨損的性能，具有保持零件表面的接觸狀態而明顯改善其近似原位接觸的復合微動磨損，能克服現有相關技術或工藝等引起接觸表面引起的弛豫等微觀缺陷，且同時改善接觸表面的微動疲勞、微動腐蝕等性能。與現有技術比較，本發明的銦鐵復合球微晶復合層的的相關技術有重大改進:①能有效減少微動疲勞、微動腐蝕的結構和材質兩個方面重大改進:含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( fft%)、由4個或更多的球狀晶粒或近似球狀晶粒緊密聯系組成體積更大的球狀或近似球狀的復合球微晶單元形成的復合球微晶，形成2次或2次以上的晶粒組成復合結構，復合球微晶單元呈以行為單位或以列為單位近似規則密排陣列，能有效減少微動疲勞、微動腐蝕，銦鐵復合球微晶復合層的晶粒單元的結構和材質兩方面都已發生重大改進；②提高零件接觸表面抗“切向微動+轉動微動”等復合微動磨損的性能，銦鐵復合球微晶復合層的復合球微晶單元呈以行為單位或以列為單位近似規則密排陣列結構的受力和形變方式與普通零件表面的晶粒的受力和形變方式有實質性不同，具有保持零件表面的接觸狀態而明顯改善其近似原位接觸的復合微動磨損，銦鐵復合球微晶復合層單元的熱機耦合、熱流耦合潤滑、促進形成潤滑油膜，減少摩擦磨損原理與普通表面潤滑的工作原理有實質性不同；③復合的潤滑形式:在機械零件的相對運動過程中，含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( fft%)材料具有良好的自潤滑性能，銦鐵復合球微晶復合層的晶粒間具有貯油自潤滑性能，與潤滑油潤滑一起形成復合的潤滑形式，提升了潤滑性能，具有明顯改善機械零件接觸表面的摩擦副的摩擦學性能，從而有效減少摩擦副的摩擦磨損吸振減摩:銦鐵合金材料層能吸收部分振動且耐磨；銦鐵復合球微晶復合層的2次或2次以上晶粒復合結構能吸收部分振動，對存在微動磨損的機械零件具有的吸收部分振動、減少因存在潤滑不充分的摩擦磨損有重要應用價值，銦鐵復合球微晶復合層對存在微動磨損的機械零件接觸表面具有獨特的減少摩擦磨損效果功效持久，因此，本發明的銦鐵復合球微晶復合層的晶粒具有重要的應用價值和實用意義。
[0007]本發明的有益效果是，能長期有效減少機械零件接觸表面的摩擦磨損，能有效減少微動疲勞、微動腐蝕，尤其提高零件接觸表面抗“切向微動+轉動微動”等復合微動磨損的性能，使用方便，結構簡單，適用性強，且應用成本適宜，適合批量生產的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明實施例1的銦鐵復合球微晶復合層的結構示意圖。
[0009]圖2 (a)為本發明實施例1的銦鐵復合球微晶復合層的4個球狀晶粒緊密聯系組成體積較大銦鐵復合球微晶單元的示意圖，為圖1的銦鐵復合球微晶單元之一。
[0010]圖2 (b)為本發明實施例1的銦鐵復合球微晶復合層的多于4個球狀晶粒緊密聯系組成體積較大銦鐵復合球微晶單元的示意圖，為圖1的銦鐵復合球微晶單元之一。
[0011]圖3為本發明實施例1的銦鐵復合球微晶復合層的2萬倍放大掃描電鏡圖像。
[0012]圖4為本發明實施例1的銦鐵復合球微晶復合層的I萬倍放大掃描電鏡圖像。
[0013]圖5 (圖5-1及圖5-2)為本發明實施例1的圖4中的I個銦鐵復合球微晶的能譜圖。
[0014]附圖中，1-表面材料層，2-基體材料。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖實施例對本發明作進一步說明。
[0016]本發明的銦鐵復合球微晶復合層是在零件設一表面材料層，表面材料層具有含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( Wt%)、銦鐵復合球微晶單元呈以行為單位或以列為單位近似規則密排陣列；基體材料可為其它成份和其它形狀金相組織，表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鐵復合球微晶復合層。
[0017]所述的銦鐵復合球微晶，由4個或更多的球狀晶粒或近似球狀晶粒緊密聯系組成體積更大的球狀或近似球狀銦鐵復合球微晶單元，球狀晶粒或近似球狀晶粒含銦超過50%(Wt%)且銦和鐵的總含量超過55%( Wt%)，球狀晶粒或近似球狀晶粒尺寸小于500nm，銦鐵復合球微晶單元呈以行為單位或以列為單位近似規則密排陣列。
[0018]實施例1
圖1為本發明實施例1的銦鐵復合球微晶復合層的結構示意圖；圖2(a)為本發明實施例I的銦鐵復合球微晶復合層的4個球狀晶粒緊密聯系組成體積較大銦鐵復合球微晶單元的示意圖，為圖1的銦鐵復合球微晶單元之一；圖2(b)為本發明實施例1的銦鐵復合球微晶復合層的多于4個球狀晶粒緊密聯系組成體積較大銦鐵復合球微晶單元的示意圖，為圖1的銦鐵復合球微晶單元之一，球狀晶粒數量越多，其組成體積較大銦鐵復合球微晶單元的尺寸越大；圖3為本發明實施例1的銦鐵復合球微晶復合層的2萬倍放大掃描電鏡圖像，圖4為本發明實施例1的銦鐵復合球微晶復合層的I萬倍放大掃描電鏡圖像，圖5(圖5-1及圖5-2)為本發明實施例1的圖4中的I個銦鐵復合球微晶的能譜圖。附圖中，I為表面材料層，2為基體材料。
[0019]本發明的銦鐵復合球微晶復合層特征在于:采用40鋼材料進行低溫回火，通過機械加工方法制成機械零件，在零件的相互接觸表面進行磨削、拋光研磨、清潔、除油、除銹、清洗、干燥，并立即覆蓋一層平整潔凈的厚0.5_、尺寸大小與零件表面相適的純銦材料，純銦材料與零件貼合良好無皺折；將一超聲波發射器按一定角度和位置對準零件表面，接通電源，超聲波發射器正常工作；調整好大功率脈沖激光功率束和合適照射面積，用大功率脈沖激光束照射零件表面0.2秒，隔I秒，再用同樣功率的脈沖激光束照射對應零件表面0.1秒，隔I秒，再用同樣功率的脈沖激光束照射對應零件表面0.1秒，形成圖1、圖3和圖4所示的銦鐵復合球微晶復合層。表面材料層I主要為含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( fft%)、由4個或更多的球狀晶粒或近似球狀晶粒緊密聯系組成體積更大的銦鐵復合球微晶單元呈以行為單位近似規則密排陣列；圖2(&)為銦鐵復合球微晶復合層的4個球狀晶粒緊密聯系組成體積較大近似球狀的銦鐵復合球微晶單元的示意圖，為銦鐵復合球微晶單元之一；圖2(13)為銦鐵復合球微晶復合層的多于4個球狀晶粒緊密聯系組成體積較大銦鐵復合球微晶單元的示意圖，球狀晶粒數量越多，其組成體積較大銦鐵復合球微晶單元的尺寸越大。
[0020]銦鐵復合球微晶復合層由2次或2次以上的晶粒組成復合球晶粒，能有效減少微動疲勞、微動腐蝕；復合球微晶單元呈以行為單位或以列為單位近似規則密排陣列，改進了金相組織單元的結構，改進了晶粒的受力方式，提高零件接觸表面抗“切向微動+轉動微動”等復合微動磨損的性能，具有保持零件表面的接觸狀態而明顯改善其近似原位接觸的復合微動磨損；含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( fft%)材料具有良好的自潤滑性能，與潤滑油潤滑形成復合的潤滑形式，提升了潤滑性能，極大提升了本零件應用于微動摩擦磨損領域形成良好潤滑；銦鐵合金材料層能吸收部分振動且耐磨；銦鐵復合球微晶復合層改善其接觸表面的表面摩擦因數，實現良好的減少摩擦磨損效果，尤其是減少微動磨損效果且功效持久。
【權利要求】
1.銦鐵復合球微晶復合層，其特征在于:所述的銦鐵復合球微晶復合層是在零件設一表面材料層，表面材料層的金相組織具有含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%(Wt%)的復合球微晶單元，銦鐵復合球微晶單元呈以行為單位或以列為單位近似規則密排陣列，基體材料可為其它成份和其它形狀金相組織，表面材料層和基體材料成為一體，形成銦鐵復合球微晶復合層。
2.根據權利要求1所述的銦鐵復合球微晶復合層，其特征在于:所述的銦鐵復合球微晶，由4個或更多的球狀晶粒或近似球狀晶粒緊密聯系組成體積更大的球狀或近似球狀銦鐵復合球微晶單元，球狀晶粒或近似球狀晶粒含銦超過50%( fft%)且銦和鐵的總含量超過55%( Wt%)，球狀晶粒或近似球狀晶粒尺寸小于500nm，銦鐵復合球微晶單元呈以行為單位或以列為單位近似規則密排陣列。
3.根據權利要求1或2所述的銦鐵復合球微晶復合層，其特征在于:所述的銦鐵復合球微晶復合層，采用40鋼材料進行低溫回火，通過機械加工方法制成機械零件，在零件的相互接觸表面進行磨削、拋光研磨、清潔、除油、除銹、清洗、干燥，并立即覆蓋一層平整潔凈的厚0.5mm、尺寸大小與零件表面相適的純銦材料，純銦材料與零件貼合良好無皺折；將一超聲波發射器按一定角度和位置對準零件表面，接通電源，超聲波發射器正常工作；調整好大功率脈沖激光功率束和合適照射面積，用大功率脈沖激光束照射零件表面0.2秒，隔I秒，再用同樣功率的脈沖激光束照射對應零件表面0.1秒，隔I秒，再用同樣功率的脈沖激光束照射對應零件表面0.1秒，形成銦鐵復合球微晶復合層。
【文檔編號】B32B1/00GK104228189SQ201410481181
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月20日 優先權日:2014年9月20日
【發明者】林紹義 申請人:福建船政交通職業學院