[发明专利]一种基于脉冲电弧的渗碳强化仿生结构的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于脉冲电弧的渗碳强化仿生结构的制备方法，该方法采用石墨电极作为阳极，利用脉冲电源产生脉冲电弧，对合金基底表面进行电弧强化，其中阳极碳源随着电弧高温从电极表面高速离开，同时伴随电弧所形成流场，定向冲击基底表面，基底在电弧作用下形成较小熔池，碳得以进入基底，完成渗碳，并留下圆形坑状脉冲熔池，多个脉冲熔池叠压，形成鳞片状仿生结构。本发明综合调控强化仿生区的微观组织结构和残余应力，表面渗碳提升硬度，鳞片状仿生结构减小接触面，降低摩擦阻力，两者结合可显著提升材料的耐磨性能，特别是对于磨粒磨损环境下的应用，能够很好延长使用寿命。

主权项

1.一种基于脉冲电弧的渗碳强化仿生结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对金属试样表面依次进行打磨、抛光和清洗，所述的金属试样采用低碳钢、钛合金或金属钛材料；(2)以碳源电极作为阳极，在脉冲放电模式下将碳源电极靠近金属试样表面，连续输出脉冲；每次放电金属试样表面形成一个圆形凹坑状脉冲熔池，每个脉冲周期碳源电极沿X方向向前平移X₀，脉冲熔池依次叠压，得到一行沿X方向的鳞片状仿生结构；其中，X₀为‑0.2～2mm，负号表示鳞片型结构叠压；(3)沿垂直于X方向的Y方向每平移Y₀重复步骤(2)一次，重复多次后，得到多行平行的鳞片状仿生结构；(4)将金属试样放入沙土保温，使其自然冷却至室温，然后清除表面杂质和毛刺，即成。