专利名称：一种提高金属材料耐磨性能的方法
技术领域：
本发明属于金属材料处理领域，特别涉及提高铁磁性金属材料耐磨性能的处理方法。
背景技术：
如何提高金属材料的抗磨损性能一直是材料工程领域的重要研究方向，目前采用的途径包括变换材料配方和处理方式两种。
在处理方式中，热处理可以有效提高金属材料的抗磨损性能而得到广泛应用。但由于热处理过程产生的残余应力和不完全相变，难以将金属材料的抗磨损性能最大限度的发挥出来；另外，热处理过程引入的变形、氧化及部分元素的烧损，使热处理不能作为最终工序而限制了使用范围。
发明内容
为克服现有热处理技术中产生的残余应力和不完全相变及热处理过程引入的变形、氧化及部分元素的烧损等缺陷。本发明提出一种新的金属材料处理方法，该方法在金属热处理的基础上，降低残余应力，减小不完全相变的程度，并且无变形，使得零件抗磨损性能得到大幅度提高，具有广阔的应用领域。
本发明是以如下技术方案实现的将被处理的零件固定在卡具上，卡具的一端连接超声换能器，将固定好零件的卡具及超声换能器放入一个高频电磁感应线圈中，再将装有零件、卡具和超声换能器的高频线圈放置在一个低频励磁线圈中。
工作时，在被处理的工件中同时接收三部分的能量第一部分是来自低频励磁线圈的磁能，第二部分来自高频感应线圈在工件中感应出的电能，第三部分来自超声换能器的机械能。
具体的技术方案如下操作中，可根据所处理工件的不同及材料型号的不同选择合适的超声波、高频线圈和低频励磁线圈的操作参数。较好的参数选择为第一部分产生磁能的设备和参数励磁电源由北京威顿公司生产，型号为RJ-50，低频励磁线圈匝数为100～500匝，将励磁电源直接用导线与励磁线圈连接起来，即可产生所需的磁场。处理的参数范围为交流电峰值电流30～80安培，频率10～50Hz。
第二部分产生感应电能的设备和参数感应电源由上海腾昌公司生产，型号为GP26，感应线圈为3～10匝，将感应电源的输出端连在感应线圈上，即可产生所需的感应电流。处理的参数范围为频率10～100KHz，输出功率1～8Kw。
第三部分产生超声能的设备和参数采用无锡惠丰公司生产的GC-5025超声换能器，输出功率110w，超声电源由张家港飞波超声电源厂提供。处理参数为输出功率20～110w，频率10～30KHz。通过螺丝和环氧树脂胶把超声换能器的输出端面连接到卡具上。
将工件固定在卡具上之后，同时开启低频励磁电源、高频感应电源和超声电源，工作一段时间后，即完成对工件的处理。一般处理时间为35s以上，优选35s～500s，最优选100s～500s。
在磁场和电流的共同作用下，铁磁性金属内部会同时产生磁致塑性和电致塑性，降低了材料中高能态向低能态运动的势垒，产生的效应是利于残余应力降低及不稳定相向稳定相的转变，同时施加的超声能促进了这一运动过程的程度和效率，使残余应力降低的幅度更大，不稳定相的转变也更彻底。这两个过程弥补了热处理过程中的不足，显著提高了金属材料的抗磨损性能，特别是显著提高铁磁性金属材料的抗磨损性能，工件的使用寿命显著提高。本发明的金属材料处理方法可广泛应用于电子行业、机械加工行业、采矿业、建筑业、汽车行业等领域的金属材料处理。
图1为耦合超声场与电磁场处理金属材料的原理示意图。
其中，1-超声换能器，2-被处理零件，3-卡具，4-高频感应线圈，5-低频励磁线圈具体实施方式
以下仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明的范围。即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
实施例1取电子行业用硬质合金φ0.075*1微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出30A交流电，频率10Hz，低频励磁线圈匝数100匝；感应电源输出频率10KHz，输出功率1Kw，感应线圈3匝；超声输出功率20w，频率10KHz；处理时间100s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打8000合格孔，寿命提高3倍。
实施例2取电子行业用硬质合金φ0.105*1.5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出35A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数120匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2Kw，感应线圈3匝；超声输出功率30w，频率10KHz；处理时间100s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打8000合格孔，寿命提高3倍。
实施例3取电子行业用硬质合金φ0.15*2.5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出40A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数120匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2Kw，感应线圈3匝；超声输出功率30w，频率10KHz；处理时间120s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打1800合格孔，经过处理的钻针每支可以打6000合格孔，寿命提高2.3倍。
实施例4取电子行业用硬质合金φ0.2*4微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出40A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数200匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2Kw，感应线圈4匝；超声输出功率30w，频率10KHz；处理时间120s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打7000合格孔，寿命提高2.5倍。
实施例5取电子行业用硬质合金φ0.25*4微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出50A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数200匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2Kw，感应线圈4匝；超声输出功率40w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打8000合格孔，寿命提高3倍。
实施例6取电子行业用硬质合金φ0.25*4.5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出50A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数200匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2Kw，感应线圈4匝；超声输出功率40w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打8000合格孔，寿命提高3倍。
实施例7取电子行业用硬质合金φ0.3*5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出50A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2.8Kw，感应线圈4匝；超声输出功率50w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打6000合格孔，寿命提高2倍。
实施例8取电子行业用硬质合金φ0.3*5.5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出50A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2.8Kw，感应线圈4匝；超声输出功率50w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打6000合格孔，寿命提高2倍。
实施例9取电子行业用硬质合金φ0.3*6微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出55A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2.8Kw，感应线圈4匝；超声输出功率50w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打6000合格孔，寿命提高2倍。
实施例10取电子行业用硬质合金φ0.3*6.5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出60A交流电，频率15Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率3.5Kw，感应线圈4匝；超声输出功率60w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打6000合格孔，寿命提高2倍。
实施例11取电子行业用硬质合金φ0.35*5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出60A交流电，频率15Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率3.5Kw，感应线圈4匝；超声输出功率60w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打6000合格孔，寿命提高2倍。
实施例12取电子行业用硬质合金φ0.35*5.5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出60A交流电，频率15Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率3.5Kw，感应线圈4匝；超声输出功率60w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打6000合格孔，寿命提高2倍。
实施例13取电子行业用硬质合金φ0.35*6微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出60A交流电，频率15Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率4Kw，感应线圈4匝；超声输出功率70w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打6000合格孔，寿命提高2倍。
实施例14取电子行业用硬质合金φ0.35*6.5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出65A交流电，频率18Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率4Kw，感应线圈4匝；超声输出功率70w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打7000合格孔，寿命提高2.5倍。
实施例15取电子行业用硬质合金φ0.35*6.8微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出65A交流电，频率18Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率4Kw，感应线圈4匝；超声输出功率70w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打2000合格孔，经过处理的钻针每支可以打7000合格孔，寿命提高2.5倍。
实施例16取电子行业用硬质合金φ0.4*6微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出65A交流电，频率20Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率4Kw，感应线圈4匝；超声输出功率80w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打3000合格孔，经过处理的钻针每支可以打8000合格孔，寿命提高1.7倍。
实施例17取电子行业用硬质合金φ0.4*6.5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出65A交流电，频率20Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率4Kw，感应线圈4匝；超声输出功率80w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打3000合格孔，经过处理的钻针每支可以打8000合格孔，寿命提高1.7倍。
实施例18取电子行业用硬质合金φ0.4*7微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出65A交流电，频率20Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率4Kw，感应线圈4匝；超声输出功率80w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打3000合格孔，经过处理的钻针每支可以打8000合格孔，寿命提高1.7倍。
实施例19取电子行业用硬质合金φ0.45*6微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出70A交流电，频率20Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率4Kw，感应线圈4匝；超声输出功率80w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打3000合格孔，经过处理的钻针每支可以打8000合格孔，寿命提高1.7倍。
实施例20取电子行业用硬质合金φ0.45*6.5微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出70A交流电，频率20Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率4Kw，感应线圈4匝；超声输出功率80w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打3000合格孔，经过处理的钻针每支可以打8000合格孔，寿命提高1.7倍。
实施例21取电子行业用硬质合金φ0.45*7微钻50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出70A交流电，频率20Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率4Kw，感应线圈4匝；超声输出功率80w，频率15KHz；处理时间150s。经处理的钻针与同一批次生产的未经处理的微钻在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的钻针一共可以打3000合格孔，经过处理的钻针每支可以打8000合格孔，寿命提高1.7倍。
实施例22取机械加工行业用硬质合金车刀片KC9110 20片，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率30Hz，低频励磁线圈匝数350匝；感应电源输出频率30KHz，输出功率5Kw，感应线圈6匝；超声输出功率100w，频率22KHz；处理时间240s。经处理的车刀片与同一批次生产的未经处理的车刀片在相同的工作条件下加工45#钢轴进行对比试验，结果表明，未经处理的刀片平均每片加工200件，经过处理的刀片平均每片加工350件，寿命提高0.75倍。
实施例23取机械加工行业用硬质合金车刀片KC9225 20片，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率30Hz，低频励磁线圈匝数350匝；感应电源输出频率30KHz，输出功率5Kw，感应线圈6匝；超声输出功率100w，频率22KHz；处理时间240s。经处理的车刀片与同一批次生产的未经处理的车刀片在相同的工作条件下加工不锈钢套筒进行对比试验，结果表明，未经处理的刀片平均每片加工75件，经过处理的刀片平均每片加工220件，寿命提高1.93倍。
实施例24取机械加工行业用硬质合金车刀片KY1310 20片，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率30Hz，低频励磁线圈匝数350匝；感应电源输出频率30KHz，输出功率5Kw，感应线圈6匝；超声输出功率100w，频率22KHz；处理时间240s。经处理的车刀片与同一批次生产的未经处理的车刀片在相同的工作条件下加工灰铸铁缸体进行对比试验，结果表明，未经处理的刀片平均每片加工180件，经过处理的刀片平均每片加工260件，寿命提高0.44倍。
实施例25取机械加工行业用硬质合金铣刀片YBD052 20片，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率35Hz，低频励磁线圈匝数400匝；感应电源输出频率50KHz，输出功率5Kw，感应线圈6匝；超声输出功率110w，频率22KHz；处理时间240s。经处理的铣刀片与同一批次生产的未经处理的车刀片在相同的工作条件下加工灰铸铁端面进行对比试验，结果表明，未经处理的刀片平均每组加工340件，经过处理的刀片平均每片加工520件，寿命提高0.53倍。
实施例26取机械加工行业用硬质合金铣刀片YBD102 20片，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率35Hz，低频励磁线圈匝数400匝；感应电源输出频率50KHz，输出功率5Kw，感应线圈6匝；超声输出功率110w，频率22KHz；处理时间240s。经处理的铣刀片与同一批次生产的未经处理的车刀片在相同的工作条件下加工球墨铸铁端面进行对比试验，结果表明，未经处理的刀片平均每组加工560件，经过处理的刀片平均每片加工740件，寿命提高0.32倍。
实施例27取机械加工行业用硬质合金铣刀片YBD252 20片，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率35Hz，低频励磁线圈匝数400匝；感应电源输出频率50KHz，输出功率5Kw，感应线圈6匝；超声输出功率110w，频率22KHz；处理时间240s。经处理的铣刀片与同一批次生产的未经处理的车刀片在相同的工作条件下加工钢件端面进行对比试验，结果表明，未经处理的刀片平均每组加工620件，经过处理的刀片平均每片加工890件，寿命提高0.44倍。
实施例28取机械加工行业用硬质合金铣刀片YC30T 20片，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率35Hz，低频励磁线圈匝数400匝；感应电源输出频率50KHz，输出功率5Kw，感应线圈6匝；超声输出功率110w，频率22KHz；处理时间240s。经处理的铣刀片与同一批次生产的未经处理的车刀片在相同的工作条件下加工不锈钢件端面进行对比试验，结果表明，未经处理的刀片平均每组加工450件，经过处理的刀片平均每片加工780件，寿命提高0.73倍。
实施例29取采矿用硬质合金一字形钎头HFY28-722 1支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率40Hz，低频励磁线圈匝数500匝；感应电源输出频率50KHz，输出功率8Kw，感应线圈8匝；超声输出功率110w，频率30KHz；处理时间300s。经上述处理的钎头共10支与同一批次生产的未经处理的钎头在相同的工作条件下凿岩进行对比试验，结果表明，未经处理的钎头平均每支掘深25米，经过处理的钎头平均每支掘深48米，寿命提高0.92倍。
实施例30取采矿用硬质合金十字形钎头HFY28-722 1支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率40Hz，低频励磁线圈匝数500匝；感应电源输出频率50KHz，输出功率8Kw，感应线圈8匝；超声输出功率110w，频率30KHz；处理时间300s。经上述处理的钎头共10支与同一批次生产的未经处理的钎头在相同的工作条件下凿岩进行对比试验，结果表明，未经处理的钎头平均每支掘深35米，经过处理的钎头平均每支掘深67米，寿命提高0.91倍。
实施例31取机械加工行业用硬质合金φ10麻花钻10支，通过卡兰固定在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率40Hz，低频励磁线圈匝数400匝；感应电源输出频率50KHz，输出功率5Kw，感应线圈6匝；超声输出功率110w，频率22KHz；处理时间240s。经处理的麻花钻与同一批次生产的未经处理的麻花钻在相同的工作条件下钻孔进行对比试验，结果表明，未经处理的麻花钻平均每支加工2400孔，经过处理的麻花钻平均每支加工6500孔，寿命提高1.7倍。
实施例32取机械加工行业用高速钢φ10麻花钻10支，通过卡兰固定在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率45Hz，低频励磁线圈匝数500匝；感应电源输出频率60KHz，输出功率5Kw，感应线圈6匝；超声输出功率110w，频率30KHz；处理时间240s。经处理的麻花钻与同一批次生产的未经处理的麻花钻在相同的工作条件下钻孔进行对比试验，结果表明，未经处理的麻花钻平均每支加工1600孔，经过处理的麻花钻平均每支加工7000孔，寿命提高3.38倍。
实施例33取机械加工行业用高速钢φ20麻花钻10支，通过卡兰固定在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率45Hz，低频励磁线圈匝数500匝；感应电源输出频率60KHz，输出功率5Kw，感应线圈6匝；超声输出功率110w，频率30KHz；处理时间240s。经处理的麻花钻与同一批次生产的未经处理的麻花钻在相同的工作条件下钻孔进行对比试验，结果表明，未经处理的麻花钻平均每支加工700孔，经过处理的麻花钻平均每支加工1800孔，寿命提高1.6倍。
实施例34取机械加工行业用高速钢φ30麻花钻10支，通过卡兰固定在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率50Hz，低频励磁线圈匝数500匝；感应电源输出频率60KHz，输出功率6Kw，感应线圈6匝；超声输出功率110w，频率30KHz；处理时间240s。经处理的麻花钻与同一批次生产的未经处理的麻花钻在相同的工作条件下钻孔进行对比试验，结果表明，未经处理的麻花钻平均每支加工400孔，经过处理的麻花钻平均每支加工1300孔，寿命提高2.25倍。
实施例35取机械加工行业用高速钢M15丝锥10支，通过卡兰固定在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率50Hz，低频励磁线圈匝数500匝；感应电源输出频率60KHz，输出功率6Kw，感应线圈6匝；超声输出功率110w，频率30KHz；处理时间240s。经处理的丝锥与同一批次生产的未经处理的丝锥在相同的工作条件下钻孔进行对比试验，结果表明，未经处理的丝锥平均每支加工900螺纹孔，经过处理的麻花钻平均每支加工1600螺纹孔，寿命提高0.78倍。
实施例36取机械加工行业用高速钢φ30-6L拉刀1支，通过卡兰固定在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率50Hz，低频励磁线圈匝数500匝；感应电源输出频率100KHz，输出功率8Kw，感应线圈10匝；超声输出功率110w，频率30KHz；处理时间500s。经上述过程处理了5支拉刀，与同一批次生产的未经处理的拉刀在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，未经处理的拉刀平均每支加工1800件产品，经过处理的拉刀平均每支加工4500件产品，寿命提高1.5倍。
实施例37取机械加工行业用高速钢齿轮滚刀M3 1支，通过卡兰固定在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率50Hz，低频励磁线圈匝数500匝；感应电源输出频率100KHz，输出功率8Kw，感应线圈10匝；超声输出功率110w，频率30KHz；处理时间500s。经上述过程处理了5支滚刀，与同一批次生产的未经处理的滚刀在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，未经处理的滚刀平均每支加工500件齿轮，经过处理的拉刀平均每支加工1800件产品，寿命提高2.6倍。
实施例38取建筑行业用高铬钢磨球10件，通过套筒固定在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率50Hz，低频励磁线圈匝数500匝；感应电源输出频率100KHz，输出功率8Kw，感应线圈10匝；超声输出功率110w，频率30KHz；处理时间500s。经上述过程处理了50吨磨球，与同一批次生产的未经处理的磨球在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，未经处理的磨球平均每吨磨耗12克，经过处理的磨球平均每吨磨耗8克，寿命提高0.5倍。
实施例39取汽车行业用表面渗碳齿轮1件，通过卡兰固定在卡具平台上，低频励磁电源输出80A交流电，频率50Hz，低频励磁线圈匝数500匝；感应电源输出频率100KHz，输出功率8Kw，感应线圈10匝；超声输出功率110w，频率30KHz；处理时间500s。经上述过程处理了10件齿轮，与同一批次生产的未经处理的齿轮在相同的试验条件下进行对比试验，结果表明，未经处理的齿轮平均寿命为60万周，经过处理的齿轮平均寿命是100万周，寿命提高0.67倍。
实施例40取电子行业用硬质合金φ1.2*6 141HRF铣刀50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出55A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2.8Kw，感应线圈4匝；超声输出功率50w，频率15KHz；处理时间35s。经处理的铣刀与同一批次生产的未经处理的铣刀在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的铣刀平均铣边15米，经过处理的铣刀每支平均可以加工24米，寿命提高0.6倍。
实施例41取电子行业用硬质合金φ1.8*8.5171RN铣刀50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出55A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2.8Kw，感应线圈4匝；超声输出功率50w，频率15KHz；处理时间50s。经处理的铣刀与同一批次生产的未经处理的铣刀在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的铣刀平均铣边22米，经过处理的铣刀每支平均可以加工37米，寿命提高0.7倍。
实施例42取电子行业用硬质合金φ2.0*10.5151R铣刀50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出55A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2.8Kw，感应线圈4匝；超声输出功率50w，频率15KHz；处理时间75s。经处理的铣刀与同一批次生产的未经处理的铣刀在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的铣刀平均铣边25米，经过处理的铣刀每支平均可以加工40米，寿命提高0.6倍。
实施例43取电子行业用硬质合金φ2.4*10.5151R铣刀50支，通过双面胶粘接在卡具平台上，低频励磁电源输出55A交流电，频率12Hz，低频励磁线圈匝数250匝；感应电源输出频率15KHz，输出功率2.8Kw，感应线圈4匝；超声输出功率50w，频率15KHz；处理时间90s。经处理的铣刀与同一批次生产的未经处理的铣刀在相同的工作条件下进行对比试验，结果表明，每支未经处理的铣刀平均铣边30米，经过处理的铣刀每支平均可以加工54米，寿命提高0.8倍。
权利要求
1.一种提高金属材料耐磨性能的方法，其特征在于通过耦合超声场和电磁场处理金属材料。
2.根据权利要求1所述的提高金属材料耐磨性能的方法，其中，耦合超声场和电磁场处理金属材料的时间至少为35s。
3.根据权利要求2所述的提高金属材料耐磨性能的方法，其中，耦合超声场和电磁场处理金属材料的时间为35～500s。
4.根据权利要求3所述的提高金属材料耐磨性能的方法，其中，耦合超声场和电磁场处理金属材料的时间为100～500s。
5.根据权利要求1～4所述的任意一种提高金属材料耐磨性能的方法，其中，超声场包括超声换能器和超声电源，超声场输出功率为20～110w，频率为10～30KHz。
6.根据权利要求1～4所述的任意一种提高金属材料耐磨性能的方法，其中，电磁场包括产生磁能的低频励磁线圈和产生电能的高频感应线圈。
7.根据权利要求5所述的提高金属材料耐磨性能的方法，其中，电磁场包括产生磁能的低频励磁线圈和产生电能的高频感应线圈。
8.根据权利要求1～7所述的任意一种提高金属材料耐磨性能的方法，其中，低频励磁线圈匝数为100～500匝，将励磁电源与励磁线圈连接起来，产生所需的磁场，处理的参数范围为交流电峰值电流30～80安培，频率10～50Hz。
9.根据权利要求1～8所述的任意一种提高金属材料耐磨性能的方法，其中，高频感应线圈为3～10匝，将感应电源的输出端连在感应线圈上，产生所需的感应电流，处理的参数范围为频率10～100KHz，输出功率1～8Kw。
10.根据权利要求1～9所述的任意一种提高金属材料耐磨性能的方法，包括将被处理的零件固定在卡具上，卡具的一端连接超声换能器，将固定好零件的卡具及超声换能器放入一个高频电磁感应线圈中，再将装有零件、卡具和超声换能器的高频线圈放置在一个低频励磁线圈中。
全文摘要
一种提高金属材料耐磨性能的方法，其特征在于通过耦合超声场和电磁场处理金属材料，处理时间为35s～500s；超声场输出功率为20～110w，频率为10～30KHz；低频励磁线圈匝数为100～500匝，交流电峰值电流30～80安培，频率10～50Hz；高频感应线圈为3～10匝，频率10～100KHz，输出功率1～8Kw。该方法在金属热处理的基础上，降低残余应力，减小不完全相变的程度，并且无变形，使得零件抗磨损性能得到大幅度提高，具有广阔的应用领域。
文档编号C22F3/00GK101020955SQ20071005170
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者王明道, 王自成, 袁金磊 申请人:武汉晶泰科技有限公司