专利名称：金属表面微弧重构的方法
技术领域：
本发明涉及一种金属表面微弧重构的方法，属于金属表面处理技术领域。
背景技术：
金属表面重构，主要是指金属表面层金相织织的改变和金属表面光洁度的改变等 等，其目的都是为了达到金属表面应有的物理化学性能的要求，以提高金属制件的实用价值。本发明所涉及的金属表面的重构，是指金属表面光洁度的改变，使之形成适合技 术要求的微观凹凸不平造型，以有利于提高金属表面的耐磨性能，和与其它金属制件或非 金属橡塑材料制件的结合强度。已有技术诸如中国专利CN101526136和CN101380692等，分别公开了金属表面激 光微造型的方法。前者采取激光表面微造型与表面合金化复合改性，改善了密封摩擦副在 贫油工况下的摩擦磨损性能；后者采用激光束在被加工件表面加工出微凹腔和微凹槽，以 改变金属表面的光洁度，加大金属表面的粗糙度。由于上述专利申请都采用激光器进行金 属表面处理，所形成的金属表面微观造型，受制于激光加工的次数和激光束的直径，其生产 成本较高，生产效率较低，生产工艺装备条件要求较高。中国专利CN101660033A所公开的 金属辊件表面纳米重构方法，采用高压气体与粒径在40 500μπι范围之内的硬质金属微 细颗粒，通过喷嘴形成超音速气固双相流，对金属表面进行轰击，使金属表面发生强烈的局 部变形，同时使金属表面的晶粒细化至纳米量级，这一专利(申请)技术，既实现了金属表 面的微观造型，改变了金属表面的光洁度，同时也提高了金属表面包括表面硬度和表面强 度在内的机械物理性能，该项专利(申请)技术的工艺条件是被加工工件要加热(加温度 在0. 2 0. 5Tm°C之间，Tm为被加工件材料的熔点)；要用高压气体喷射硬质颗粒；要用高 压惰性气体对被加工件表面进行快速冷却(冷却速度在50 200°C /s范围内)。由此可 见，该项专利(申请)技术不但其工艺装备条件很复杂，设备投资较大，而且能源消耗也较 多，现场操作也比较麻烦。为此，提供一种方法简单易控，设备投资较小，生产效率较高，能 源耗量较小的改变金属表面光洁度(即提高粗糙度)的金属表面重构处理方法，是很有必 要的。
发明内容
本发明旨在提供一种方法合理，工艺过程简便于易控，能源消耗较小和生产效率 较高的，能够改变金属表面微观造型的金属表面微弧重构的方法，以提高金属表面而耐磨 性能和与橡塑料制件的结合强度。本发明实现其目的的技术构想是，采取在处理液中，使被加工件与处理液界面上 产生微电弧放电，由所产生的微弧对金属表面实施重构处理，而在金属表面形成凹凸不平 的微观造型，从而实现本发明的目的。基于上述技术构想，本发现实现其目的的技术方案是
一种金属表面微弧重构的方法，该方法是在电解槽的处理液中，以被处理的金属 件为阴极，以不锈钢制件为阴极，在所述阴、阳极之间施加一定的电压，使处理液与被处理 金属件界面上产生微电弧放电，由所产生的微弧对被处理金属件表面实施重构处理，在金 属表面形成凹凸不平的微观造型，其创新点在于a、所述处理液组分及各组分的重量百分比是，氢氧化物10 15%，卤化物10 15%,/K 7080% ；b、所述处理电流密度在10 20A/dm2范围内；C、所述重构处理时间在5 IOmin范围内。本发明主张所述的处理液是碱性处理液，以避免处理液对金属表面产生化学腐 蚀，同时可以保证金属表面的光亮程度。所述氢氧化物是氢氧化钠或氢氧化钾；所述商化物 是氯化钠或氯化钾，所述水是蒸馏水或去离子水。这里所述的水，在特殊客观条件下，采用 城市公共用水，也是可以的，但其重构质量可能会受到一些影响。在上述技术方案中，本发明还主张，所述重构处理的工作温度< 50°C。就一般情 况而言，工作温度低，重构处理的效果差，而工作温度高，重构处理的效果好，但其能源消耗 大。因而应当权衡工作温度高、低都造成的后果。上述技术方案得以实施后，本发明所具有的重构方法合理，工艺过程简便易控，生 产效率高，能源消耗相对较小，节能环保，金属表面重构微观造型效果好等特点，是显而易 见的。
图1是本发明在处理液中快速微弧重构金属表面的处理瞬间图像；图2是本发明微弧重构金属表面的扫描电镜图像。
具体实施例方式结合本发明技术方案，提供以下具体实施方式
。
具体实施方式
之一。首先取6. 7L的蒸馏水，依次溶解1500g氢氧化钾和IOOOg氯化钠，在快速搅拌下 倒入IOL槽中，直至完全混合均勻，最后加水至10L，得到处理液，将20钢制件放入配制的处 理液中，以其为阴极，以不锈钢制件为阳极，加电压至电流密度ΙΟΑ/dm2，在常温下处理5分 钟，结果20钢制件表面得到重构。
具体实施方式
之二。首先取6. 7L的去离子水，依次溶解IOOg氢氧化钠和1500g氯化钾，并加入IOOOg 甘油，在快速搅拌下倒入IOL槽中，直至完全混合均勻，最后加水至IOL得到处理液，将黄铜 制件放入配制的处理液中，以其为阴极，以不锈钢制件为阳极，加电压至电流密度10A/dm2， 在常温下处理10分钟，结果黄铜制件表面得到重构。
具体实施方式
之三。首先取6. 7L蒸馏水，依次溶解1200g碳酸钠和1200g氯化钠，在快速搅拌下倒入 IOL槽中，直至完全混合均勻，最后加水至IOL得到处理液，将铝合金制件放入配制的处理 理中，以其为阴极，以不锈钢制件为阳极，加电压至电流密度15A/dm2，在常温下处理8分钟，结果铝合金制件表面得到重构。 由以上所描述的具体实施方式
，和附图2所示的金属表面微弧重构的扫描电镜图像可见，本发明几乎可以适合所有金属表面的重构处理，且处理工作可在室温条件下进行， 具有生产效率高，生产成本低，生产条件要求低、劳动强度低和节能环保等优点。实现了本 发明的初衷。
权利要求
一种金属表面微弧重构的方法，该方法是在电解槽的处理液中，以被处理的金属件为阴极，以不锈钢制件为阴极，在所述阴、阳极之间施加一定的电压，使处理液与被处理金属件界面上产生微电弧放电，由所产生的微弧对被处理金属件表面实施重构处理，在金属表面形成凹凸不平的微观造型，其特征在于a、所述处理液组分及各组分的重量百分比是，氢氧化物10～15％，卤化物10～15％，水70～80％；b、所述处理电流密度在10～20A/dm2范围内；c、所述重构处理时间在5～10min范围内。
2.根据权利要求1所述的金属表面微弧重构的方法，其特征在于，所述氢氧化物是氢 氧化钠或氢氧化钾；所述商化物是氯化钠或氯化钾，所述水是蒸馏水或去离子水。
3.根据权利要求1所述的金属表面微弧重构的方法，其特征在于，所述重构处理的工 作温度< 50°C。
全文摘要
本发明公开了一种金属表面微弧重构的方法，该方法是在电解槽的处理液中，通过被加工件与处理液界面上所产生的微电弧放电，而对金属表面实施重构处理，在金属表面形成凹凸不平的微观造型，以其处理液的组分及其各组分的重量百分比是，氢氧化物10～15％，卤化物10～15％，水70～80％，处理电流密度在10～20A/dm2，范围内，重构处理时间在5～10min范围内为主要特征，具有方法合理简便可行，生产成本低，生产效率高，金属表面重构质量好和节能环保等特点。
文档编号C25D11/02GK101824640SQ20101017179
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者包晔峰, 杨可, 蒋永锋 申请人:河海大学常州校区