CN102392213B - 一种用于强化铜或铜合金表面硬度的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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：20μm≤h≤50μm；
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±10℃，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。
附图说明：
图1为实施例1中，对QAl10-3-1.5铝青铜销子进行表面渗锡强化后500×的渗锡层形貌；
图2为实施例1中，对QAl10-3-1.5铝青铜销子进行表面渗锡强化后2000×的渗锡层形貌；
图3为实施例1中，对QAl10-3-1.5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QAl10-3-1.5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。
具体实施方式：
实施例1：
该实施例中的工艺方法用于处理一个QAl10-3-1.5铝青铜销子，包括如下步骤：
步骤一：汽油清洗QAl10-3-1.5铝青铜销子；
步骤二：采用酸性溶液，在QAl10-3-1.5铝青铜销子表面镀锡，使得锡层厚度h为35μm；
步骤三：将镀锡后的QAl10-3-1.5铝青铜销子在空气炉中进行热处理扩散，扩散温度：410℃，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，QAl10-3-1.5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QAl10-3-1.5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QAl10-3-1.5铝青铜销子均做成v型块试样，摩擦速度0.1m/s。结果：150kgf载荷重在水中试验，处理前的QAl10-3-1.5铝青铜销子，瞬间烧伤；处理后的QAl10-3-1.5铝青铜销子，12小时烧伤。在油中连续加载，处理前的QAl10-3-1.5铝青铜销子，270kgf时烧伤，处理后的QAl10-3-1.5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QAl10-3-1.5铝青铜销子进行金相检测，图1和图2分别为500×和2000×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，组织细密。
根据本发明的技术方案，以QAl10-3-1.5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
Claims (1)
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：20μm≤h≤50μm；
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±10℃，扩散时间：100～150分钟，随炉升温；
步骤四：扩散后，空气冷却。
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| CN 201110366936 CN102392213B (zh) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | 一种用于强化铜或铜合金表面硬度的工艺方法 |
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| CN 201110366936 CN102392213B (zh) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | 一种用于强化铜或铜合金表面硬度的工艺方法 |
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| CN102392213A CN102392213A (zh) | 2012-03-28 |
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Citations (2)
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| US6025081A (en) * | 1995-10-27 | 2000-02-15 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Copper-based bearing material and sliding bearing for internal combustion engines |
| CN101680482A (zh) * | 2007-03-12 | 2010-03-24 | 大丰工业株式会社 | 滑动轴承 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS60184711A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-20 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 固体潤滑剤埋込み型軸受の製造方法 |
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2011
- 2011-11-17 CN CN 201110366936 patent/CN102392213B/zh active Active
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