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應(yīng)用最廣泛的空間結(jié)構(gòu)材料。但其強(qiáng)度、硬度低，強(qiáng)化鋁管的滲鐵方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種合金的制備方法。背景技術(shù)】[0002]鋁管比強(qiáng)度高。耐磨性差，使這一優(yōu)質(zhì)材料的應(yīng)用受到限制。盡管高強(qiáng)度鋁管開(kāi)發(fā)方面已取得很大進(jìn)展，但其表面硬度和耐磨性還需進(jìn)一步提高�；瘜W(xué)熱處理強(qiáng)化是提高材料表面硬度和耐磨性的最有效手段。目前針對(duì)鋁管的化學(xué)熱處理主要是滲碳或滲氮處理，但這兩種方法獲得的滲層很薄且不均勻。因此需探索鋁管的化學(xué)熱處理強(qiáng)化方法，從而更有效地提高其表面 硬度和耐磨性。于提供一種方法簡(jiǎn)單、能夠提高鋁管表面的強(qiáng)度和 耐磨性的表面強(qiáng)化鋁管的滲鐵方法。

    的表面強(qiáng)化鋁管是一種表面有厚度為170~199微米含鐵硬化合金層的鋁管材料。[0005]上述表面強(qiáng)化鋁管的滲鐵方法如下：[0006]1原材料:滲鐵源極材料為工業(yè)純鐵，被滲材料為Ti72Zrl7A 17V4原子比）鈦合 金。[0007]2滲鍍處理：[0008]1清洗等離子冶金爐內(nèi)輔助陰極與作為滲鐵源極的工業(yè)純鐵，該輔助陰極材料為 奧氏體不銹鋼，將經(jīng)過(guò)機(jī)械拋光并超聲清洗的被滲鋁管裝入等離子冶金爐，通過(guò)支架調(diào) 整源極與被滲鋁管之間的極間距為15-20_;抽真空，當(dāng)真空室的真空度低于IPa時(shí)，充入 氬氣到工作氣壓35-45Pa;開(kāi)啟與被滲鋁管相連的電源，對(duì)被滲鋁管施加200~300V電 壓，清潔被滲鋁管表面使其活化便于活性原子吸附，5分鐘后升至規(guī)定電壓400-440V[0009]2打開(kāi)源極電源，施加電壓600~700V轟擊源極，并逐步施加電壓到預(yù)定值850-950V〇 [0010]3滲鍍2-4小時(shí)后，依次關(guān)閉源極電壓、被滲鋁管電壓、氬氣及真空栗，抽到極限 真空度時(shí)關(guān)閉真空栗，冷卻水保持2個(gè)小時(shí)候后取出被滲鋁管。[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：[0012]1滲鍍后鐵被滲鋁管中形成了金屬間化合物強(qiáng)化相，使得滲后6061鋁管

表面硬度 明顯提高，由原來(lái)的460Hv左右增加到653Hv[0013]2滲鍍后被滲鋁管摩擦系數(shù)明顯降低;被滲鋁管耐磨性明顯提高，1000g載荷 下磨損試驗(yàn)結(jié)果表明，滲鍍后被滲金屬磨損量降低66.67%附圖說(shuō)明】[0014]圖1本發(fā)明實(shí)施例1滲鐵后被滲鋁管表面維氏硬度Hv變化曲線圖。[0015]圖2本發(fā)明實(shí)施例1滲鐵鋁管和1000g下載荷原始鋁管的摩擦系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果 圖。[0016]具體的實(shí)施方式：[0017]實(shí)施例1[0018]清洗等離子冶金爐內(nèi)輔助陰極與滲鐵源極，該輔助陰極材料為奧氏體不銹鋼，該 滲鐵源極為工業(yè)純鐵。將經(jīng)過(guò)機(jī)械拋光并超聲清洗的鋁管(裝入等離子冶金爐，通過(guò)支架 調(diào)整源極與鈦鋯合金之間的極間距為15mm封閉真空室并開(kāi)啟機(jī)械栗抽真空，當(dāng)真空室的真空度低于IPa時(shí)，充入氬氣至40Pa開(kāi)啟與鋯鋁管相連的電源，施加300V電壓，對(duì)鈦鋯合 金表面實(shí)施預(yù)轟擊，清潔鈦鋯合金表面，5分鐘后電壓升至430V左右。打開(kāi)源極電源，施加電 壓600V轟擊源極，并逐步施加電壓至900V左右。滲鍍4h后依次關(guān)閉源極電壓、被滲鋁管 電壓、氬氣及真空栗，冷卻水保持2個(gè)小時(shí)之后取出鈦鋯合金。經(jīng)掃描電鏡和能譜儀檢測(cè)被 滲鋁管表面有厚度約為198.7μπι含鐵高硬度層的鋁管。[0019]如圖1所示，可以看出滲鐵后被滲鋁管表面硬度明顯提高，

由原來(lái)的460Ην左右 增加到653Ην。從圖2和表1給出的摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果看出，滲后合金的摩擦系數(shù)明顯降低；同時(shí)滲鐵后被滲金屬耐磨性明顯提高，該實(shí)驗(yàn)條件下滲鐵處理后材料的磨損量降低 66.67%[0020]表1實(shí)施例1材料的磨損量(摩擦?xí)r間：15min[0021][0022]實(shí)施例2[0023]清洗等離子冶金爐內(nèi)輔助陰極與滲鐵源極，該輔助陰極材料為奧氏體不銹鋼，該 滲鐵源極為工業(yè)純鐵。將經(jīng)過(guò)機(jī)械拋光并超聲清洗的被滲鋁管裝入等離子冶金爐，通過(guò) 支架調(diào)整源極與鋯鋁管之間的極間距為16mm封閉真空室并開(kāi)啟機(jī)械栗抽真空，當(dāng)真空 室的真空度低于IPa時(shí)，充入氬氣至35Pa開(kāi)啟與鋯鋁管相連的電源，施加250V電壓，對(duì)被q345d 滲鋁管表面實(shí)施預(yù)轟擊，清潔其合金表面，5分鐘后電壓升至400V左右。打開(kāi)源極電源，施 加電壓650V轟擊源極，并逐步施加電壓至950V左右。滲鍍4h后依次關(guān)閉源極電壓、被滲鈦 合金電壓、氬氣，抽到極限真空度時(shí)，關(guān)閉真空栗，冷卻水保持2個(gè)小時(shí)之后取出被滲鈦合 金。經(jīng)掃描電鏡和能譜儀檢測(cè)被滲鋁管有厚度約為185.2μπι的含鐵高硬度層的鋁管。[0024]實(shí)施例3[0025]清洗等離子冶金爐內(nèi)輔助陰極與滲鐵源極，該輔助陰極材料為奧氏體不銹鋼，該 滲鐵源極為工業(yè)純鐵。將經(jīng)過(guò)機(jī)械拋光并超聲清洗的被滲鋁管裝入等離子冶金爐，通過(guò) 支架調(diào)整源極與被滲合金之間的極間距為20mm封閉真空室并開(kāi)啟機(jī)械栗抽真空，當(dāng)真空 室的真空度低于IPa時(shí)，充入氬氣至45Pa開(kāi)啟與鋯鋁管相連的電源，施加200V電壓，對(duì)被 滲鋁管表面實(shí)施預(yù)轟擊，清潔鋯鋁管表面，5分鐘后將電壓升至440V左右。打開(kāi)源極電 源，施加電壓700V轟擊源極，并逐步施加電壓至850V左右。滲鍍3h后依次關(guān)閉源極電壓、被 滲鋁管電壓、氬氣，抽到極限真空度時(shí)，關(guān)閉真空栗，冷卻水保持2個(gè)小時(shí)之后取出被滲鈦 合金。經(jīng)掃描電鏡和能譜儀檢測(cè)被滲鋁管有厚度約為170.3μπι的含鐵高硬度層的鋁管。1.一種表面強(qiáng)化鋁管，其特征在于：一種表面有厚度170~199含鐵硬化合金層 鋁管材料。2.權(quán)利要求1表面強(qiáng)化鋁管的滲鐵方法，其特征在于：1原材料:滲鐵源極材料為工業(yè)純鐵，被滲材料為Ti72Zr17A 17V4原子比鋁管；2滲鍍處理：① 清洗等離子冶金爐內(nèi)輔助陰極與作為滲鐵源極的工業(yè)純鐵，該輔助陰極材料為奧氏 體不銹鋼，將經(jīng)過(guò)機(jī)械拋光并超聲清洗的被滲鋁管裝入等離子冶金爐，通過(guò)支架調(diào)整源 極與被滲鋁管之間的極間距為15-20_;抽真空，當(dāng)真空室的真空度低于IPa時(shí)，充入氬氣 工作氣壓35-45Pa;開(kāi)啟與被滲鋁管相連的電源，對(duì)被滲鋁管施加200~300V電壓，清 潔被滲鋁管表面使其活化便于活性原子吸附，5分鐘后升至規(guī)定電壓400-440V;② 打開(kāi)源極電源，施加電壓600~700V轟擊源極，并逐步施加電壓到預(yù)定值850-950V;③ 滲鍍2-4小時(shí)后，依次關(guān)閉源極電壓、被滲鋁管電壓、氬氣及真空栗，抽到極限真空 度時(shí)關(guān)閉真空栗，冷卻水保持2個(gè)小時(shí)候后取出被滲鋁管。專利摘要】一種表面強(qiáng)化鋁管，一種表面有厚度170-199微米含鐵硬化合金層的鋁管；上述表面強(qiáng)化鋁管的滲鐵方法主要是滲鐵源極材料為工業(yè)純鐵，輔助陰極材料為奧氏體不銹鋼材料，被滲材料為Ti72Zr17A l7V4鋁管，將經(jīng)過(guò)機(jī)械拋光并超聲清洗的被滲鋁管裝入等離子冶金爐，抽真空后，充入氬氣到工作氣壓35-45Pa開(kāi)啟與被滲鋁管相連的電源，施加200300V電壓，對(duì)金屬鋯表面實(shí)施預(yù)轟擊，5分鐘后升至電壓400-440V打開(kāi)源極電源，施加電壓，轟擊源極，并逐步施加電壓到850-950V滲鍍2-4小時(shí)。本發(fā)明獲得的金屬鋯表面硬度明顯提高，由原來(lái)的460Hv左右增加到650Hv左右；同時(shí)滲鍍后被滲合金的摩擦系數(shù)明顯降低，磨損率降低66.67％。