专利名称：一种用于强化铜或铜合金表面硬度的工艺方法
一种用于强化铜或铜合金表面硬度的工艺方法所属领域本发明属于材料表面处理领域，具体涉及一种针对铜或铜合金表面渗锡强化的工艺方法。
现有技术铜或铜合金具有高的导电性、导热性，良好的耐蚀性，好的加工成形性，易连接等性能，广泛应用于航空及其他工业部门。可是由于其硬度不高，在一定领域应用受到局限。检索国内外的期刊杂志，还没有专门针对提高铜或铜合金材料硬度的资料。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于强化铜或铜合金表面硬度的工艺方法。一种用于强化铜或铜合金表面硬度的工艺方法，包括如下步骤步骤一清洗铜或铜合金表面；步骤二 在铜或铜合金零件表面镀锡，使得锡层厚度h满足20 μ m < h < 50 μ m ；步骤三将镀锡后的铜或铜合金零件在空气炉中进行热处理扩散，扩散温度 420士 10°C，扩散时间100 150分钟，随炉升温；步骤四扩散后，空气冷却。本发明的有益效果是所提出的用于强化铜或铜合金表面硬度的工艺方法，由于在镀锡后进行热处理扩散，会使得铜或铜合金表面形成一层厚度大于IOym的渗锡层，该渗锡层硬度> 700HV0.05,从而达到强化铜或铜合金表面硬度的目的。
图1为实施例1中，对QA110-3-1. 5铝青铜销子进行表面渗锡强化后500X的渗锡层形貌；图2为实施例1中，对QAl 10-3-1. 5铝青铜销子进行表面渗锡强化后2000X的渗
锡层形貌；图3为实施例1中，对QA110-3-1. 5铝青铜销子进行表面渗锡强化后渗锡层不同点能谱测量结果图；图4为实施例1中，对QA110-3-1. 5铝青铜销子进行表面渗锡强化后渗锡层锡浓度梯度线扫描结果图。
具体实施例方式实施例1 该实施例中的工艺方法用于处理一个QA110-3-1. 5铝青铜销子，包括如下步骤步骤一汽油清洗QAl 10-3-1. 5铝青铜销子；步骤二 采用酸性溶液，在QA110-3-1. 5铝青铜销子表面镀锡，使得锡层厚度h为
335 μ m ；步骤三将镀锡后的QA110-3-1. 5铝青铜销子在空气炉中进行热处理扩散，扩散温度410°C，扩散时间110分钟，随炉升温；步骤四扩散后，空气冷却。该实施例中，QAl 10-3-1. 5铝青铜销子处理前硬度为HB160，处理后表面硬度为 754HV0.05,明显提高了零件表面硬度。使用该实施例中的QA110-3-1. 5铝青铜销子进行摩擦性能测试。在耐磨损试验机上试验，将处理前和处理后的QA110-3-1. 5铝青铜销子均做成ν型块试样，摩擦速度0. Im/ S。结果150kgf载荷重在水中试验，处理前的QA110-3-1. 5铝青铜销子，瞬间烧伤；处理后的QA110-3-1.5铝青铜销子，12小时烧伤。在油中连续加载，处理前的QA110-3-1. 5铝青铜销子，270kgf时烧伤，处理后的QA110-3-1. 5铝青铜销子，达到试验机极限2500kgf时仍运行正常。同时，对本实例中的处理后的QA110-3-1. 5铝青铜销子进行金相检测，图1和图2 分别为500X和2000X的渗锡层形貌，图3为渗锡层不同点能谱测量结果图，可以看出，零件表层锡含量大大增高，图4为渗锡层锡浓度梯度线扫描结果，可以看出表层为富锡层，锡含量59%，内层为过渡层，锡含量18 %，过渡层金相组织中的富锡相呈颗粒状分布，组织细
滋
γ t [ o根据本发明的技术方案，以QA110-3-1. 5铝青铜销子为处理对象，进行了 9批次验证试验，试验结果见表1 表1铜及铜合金表面镀锡扩散试验情况明细
编号电镀锡厚度扩散温度扩散时间结果3h标扩散层厚度扩散层硬度120 μτη400 0CIOOmin16 μτη715HV0.05220 μτη410°CIOOmin16 μτη719HVo.o5324 μτη400°CIOOmin20 μτη709HVo.o5424 μτη420 °C120min24 μτη728HV0.05540 μτη420 °CIOOmin30 μτη740HVo.o5635 μη415°C120min26 μτη734HVo.o5745 μτη420 °CIOOmin2,2 μτη737HVo.o5835 μτη410°CIlOmin22 μτη754HVo.o5950 μτη420°C120min36 μτη750HVo.o权利要求
1. 一种用于强化铜或铜合金表面硬度的工艺方法，包括如下步骤 步骤一清洗铜或铜合金表面；步骤二 在铜或铜合金零件表面镀锡，使得锡层厚度h满足20 μ m < h < 50 μ m ； 步骤三将镀锡后的铜或铜合金零件在空气炉中进行热处理扩散，扩散温度 420士 10°C，扩散时间100 150分钟，随炉升温； 步骤四扩散后，空气冷却。
全文摘要
本发明公开了一种针对铜或铜合金表面渗锡强化的工艺方法，属于材料表面处理领域。该方法清洗铜或铜合金表面；在铜或铜合金零件表面镀锡，使得锡层厚度h满足20μm≤h≤50μm；将镀锡后的铜或铜合金零件在空气炉中进行热处理扩散，扩散温度420±10℃，扩散时间100～150分钟，随炉升温；扩散后，空气冷却。本发明的有益效果是所提出的用于强化铜或铜合金表面硬度的工艺方法，由于在镀锡后进行热处理扩散，会使得铜或铜合金表面形成一层厚度大于10μm的渗锡层，该渗锡层硬度≥700HV0.05，从而达到强化铜或铜合金表面硬度的目的。
文档编号C23C10/00GK102392213SQ20111036693
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者刘贵锋, 刘静, 宋文莉, 杨朝阳, 赵利斌 申请人:西安航空动力控制有限责任公司