[发明专利]超声液体刀冲击金属材料表面纳米化方法及其专用装置在审
| 申请号： | 201910630901.1 | 申请日： | 2019-07-12 |
| 公开（公告）号： | CN110331266A | 公开（公告）日： | 2019-10-15 |
| 发明（设计）人： | 赵东杨;周宇;张波 | 申请（专利权）人： | 中国科学院金属研究所 |
| 主分类号： | C21D7/04 | 分类号： | C21D7/04 |
| 代理公司： | 沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 21234 | 代理人： | 张志伟 |
| 地址： | 110016 辽*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | 本发明涉及金属材料表面纳米化领域，具体地说是一种超声液体刀冲击金属材料表面纳米化方法及其专用装置。该方法采用高压液体携带高能超声波，通过液体刀喷嘴冲击金属材料表面，包括如下步骤：(1)基体前处理：常规的表面抛光，丙酮、酒精清洗；(2)表面纳米化：采用高压液体携带超声波能量高速运动冲击金属材料表面。该装置包括液体刀装置及超声波发生装置，超声波发生装置包括超声波发生器、超声变幅杆、超声换能器，液体刀装置包括液体刀进液管、冲击液体箱、液体刀喷嘴、液体刀增压箱。本发明通过在材料表层产生塑性变形的加工方法，使材料表层晶粒尺寸由表面至内部依次为纳米尺寸晶粒、亚微米尺寸晶粒、变形晶粒及初始晶粒组织。 | ||
| 搜索关键词： | 金属材料表面 纳米化 超声波发生装置 材料表层 超声液体 尺寸晶粒 高压液体 专用装置 喷嘴 刀装置 超声波发生器 表面纳米化 超声变幅杆 超声波能量 超声换能器 高能超声波 晶粒 变形晶粒 表面抛光 高速运动 晶粒组织 酒精清洗 塑性变形 携带 常规的 进液管 前处理 液体箱 增压箱 丙酮 加工 | ||
【主权项】：
1.一种超声液体刀冲击金属材料表面纳米化方法，其特征在于，采用高压液体携带高能超声波，通过液体刀喷嘴冲击金属材料表面，包括如下步骤：(1)基体前处理：常规的表面抛光，丙酮、酒精清洗；(2)表面纳米化：采用高压液体携带超声波能量高速运动冲击金属材料表面，表面纳米化工艺参考参数如下：液体刀喷嘴与金属板表面的距离5～50mm、液压100～2500MPa。
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- 贺庆强;朱寒;耿春丽;刘建国;柴万里;赵军友 - 中国石油大学（华东）
- 2018-01-18 - 2018-06-29 - C21D7/04
- 一种通过高速旋转丝实现金属表面晶粒细化的装置及工艺，本发明涉及金属表面晶粒细化技术；其特征是：该装置采用五轴联动，使钢丝刷实现五自由度移动(3移动、2旋转)，可以到达金属工件的任何部位，采用该工艺对金属工件表面进行形变处理；该装置处理精度在微米级，可实现对金属工件表面的自动化处理，工艺技术简单，无需任何弹丸或微粒作为中间能量载体就可对金属材料表面实现表面形变强化，实现表面晶粒细化；该装置处理后的金属工件表层晶粒细化层深度厚，细化效果更为明显；该装置可以处理大尺寸、形状复杂、精度要求高的金属工件，并且具有良好的工业化的可能。
- 一种提高机车轮轴钢旋转弯曲疲劳性能的方法-201410407745.X
- 张伟华;王镇波;张凯;黄海威;卢柯 - 中国科学院金属研究所
- 2014-08-18 - 2018-06-29 - C21D7/04
- 本发明公开了一种提高机车轮轴钢旋转弯曲疲劳性能的方法，属于金属材料表面纳米化技术领域。该方法采用表面机械碾压处理技术对机车轮轴LZ50钢进行表面纳米化处理，处理过程在数控表面纳米化处理系统上进行。经过表面纳米化处理后，LZ50钢表层组织转变为梯度纳米结构，即最表层晶粒尺寸10‑50nm，晶粒尺寸随层深的增加逐渐增大到原始晶粒尺寸；LZ50钢表面纳米化处理态的表面硬度呈梯度分布状态，最表层显微硬度值大于3.0GPa，比基体硬度值显著提高；LZ50钢表面纳米化处理态的表面粗糙度低于0.4μm，较车削态表面有显著改善。机车轮轴LZ50钢的旋转弯曲疲劳性能经表面纳米化处理后得到显著提升。
- 一种对金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置-201721563363.1
- 斯晓;卢柯 - 中国科学院金属研究所
- 2017-11-21 - 2018-06-29 - C21D7/04
- 本实用新型涉及轴类金属材料的表面处理技术，具体为一种在车床上对轴类金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置。该装置是固定在车床的刀架上使用的，是由五部分组成：第一部分是固定架，固定架的一端固定在车床的刀架上，固定架的另一端通过螺杆和压力传感器连接。第二部分是压力传感器。第三部分是连接杆，用来连接压力传感器和加工刀具。第四部分是加工刀具。第五部分是显示器，用来显示加工刀具作用在加工样品上的力。本实用新型测力装置是通过刀具上的硬质合金球在旋转的轴类金属材料表面进行碾压、滚压，在材料表层产生塑性变形，使工件材料表层晶粒发生晶粒细化而形成梯度纳米组织，在以上过程中实时的读出施加的力。
- 一种在金属构件表层制备微纳米梯度组织的方法及装置-201511017041.2
- 郭胜利 - 北京有色金属研究总院
- 2015-12-29 - 2018-06-12 - C21D7/04
- 本发明涉及一种在金属构件表层制备微纳米梯度组织的方法及装置，属于纳米材料制备和材料表面改性处理及塑性加工领域。该装置主要包括轧辊、辊架、轧辊进退调整机构、辊架固定及进给机构、润滑冷却系统。该装置的轧辊进退调整机构具有每个轧辊单独进退微调和多个轧辊同步进退调整功能；该装置的多个轧辊同步进退调整利用蜗轮蜗杆和楔块，通过齿轮和螺杆传动，实现多个轧辊同步向构件进退。本发明能够在不同直径的大尺寸的轴类、管类、轧辊类、旋压芯模类等回转体金属构件的表层实现微纳米超细梯度组织，处理构件的表面质量高，且易于实现批量化、环境友好生产，制备效率高，有助于推动金属材料表面纳米技术实现工业规模化批量生产和应用。
- 一种金属表面处理螺旋辊及其处理装置-201721106567.2
- 王强;张哲峰;朱艳坤;赵振凯 - 中国科学院金属研究所
- 2017-08-31 - 2018-06-12 - C21D7/04
- 一种金属表面处理螺旋辊及其处理装置，属于金属表面处理领域。该螺旋辊，包括辊体和螺旋线加工刀刃，辊体表面设置有螺旋线加工刀刃，其装置包括上述的螺旋辊、工作台、中央控制系统、金属或金属构件位移传感器、刀具载荷传感器和刀具位移传感器。利用该螺旋辊对金属构件进行表面处理，可以除去金属或金属构件表面的氧化皮以及脱碳层，同时可以获得具有明显梯度特征的表层组织结构，实现金属表面强化，抑制金属构件在长时间交变载荷或循环载荷作用下服役过程中疲劳裂纹在金属表面的萌生，同时改善金属构件表面耐磨性，提高金属构件的服役寿命。
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