铟铝复合球微晶复合层

摘要

本发明公开了铟铝复合球微晶复合层,本发明的铟铝复合球微晶复合层是在零件设一表面材料层，表面材料层的金相组织具有含铟超过50%(Wt%)且铟和铝的总含量超过55%(Wt%)的、由4个或更多的球状或近似球状、尺寸小于300nm的晶粒紧密联系组成体积更大的铟铝复合球微晶，铟铝复合球微晶数量为表面材料层组成晶体总数50%以上；基体材料可为其它成份和其它形状金相组织，零件表面材料层和基体材料成为一体，形成铟铝复合球微晶复合层。

权利要求

1.铟铝复合球微晶复合层, 其特征在于: 所述的铟铝复合球微晶复合层是在零件设一表面材料层，表面材料层的金相组织具有含铟超过50%( Wt%)且铟和铝的总含量超过55%( Wt%)的、由4个或更多的球状或近似球状、尺寸小于300nm的晶粒紧密联系组成体积更大的铟铝复合球微晶，铟铝复合球微晶数量为表面材料层组成晶体总数50%以上；零件表面材料层和基体材料成为一体，形成铟铝复合球微晶复合层。

2.根据权利要求1所述的铟铝复合球微晶复合层,其特征在于：所述的铟铝复合球微晶复合层的铟铝复合球微晶，由4个或更多的球状晶粒或近似球状晶粒紧密联系组成体积更大的铟铝复合球微晶，球状晶粒或近似球状晶粒含铟超过50%( Wt%)、且铟和铝的总含量超过55%( Wt%)、球状晶粒或近似球状晶粒尺寸小于300nm。

3.根据权利要求1或2所述的铟铝复合球微晶复合层,其特征在于：所述的铟铝复合球微晶复合层，采用经净化除杂的3003铝合金材料，通过机械加工方法制成机械零件，在零件的相互接触表面通过机械加工方法进行加工:磨削、抛光研磨、清洁、除油、除锈、清洗、干燥后立即覆盖一层平整洁净的厚0.5mm、尺寸大小与零件表面相适的纯铟材料，纯铟材料与零件贴合良好、无皱折；调整好大功率脉冲激光功率束和合适照射面积，用大功率脉冲激光束照射零件表面0.2秒，隔1秒，再用同样功率的脉冲激光束照射对应零件表面0.2秒，形成铟铝复合球微晶复合层。

说明书

铟铝复合球微晶复合层

技术领域

[0001] 本发明涉及铟铝复合球微晶复合层。

背景技术

[0002] 摩擦磨损是机械和汽车等产品失效的主要原因之一，大约80%的机械零部件失效是由于各种形式的磨损引起的，由于机械零部件失效带来经济损失达到几十亿元。

[0003] 因此，研究铟铝复合球微晶复合层具有重要的应用价值和实用意义。

[0004] 文献检索和专利检索结果，目前国内还没有铟铝复合球微晶复合层的相关专利文献报导。

发明内容

[0005] 本发明的任务是提供一种铟铝复合球微晶复合层，本发明的任务是通过如下技术方案来实现的: 本发明的铟铝复合球微晶复合层是在零件设一表面材料层，表面材料层的金相组织具有含铟超过50%( Wt%)且铟和铝的总含量超过55%( Wt%)的、由4个或更多的球状或近似球状、尺寸小于300nm的晶粒紧密联系组成体积更大的铟铝复合球微晶，铟铝复合球微晶数量为表面材料层组成晶体总数50%以上；基体材料可为其它成份和其它形状金相组织，零件表面材料层和基体材料成为一体，形成铟铝复合球微晶复合层。

[0006] 所述的铟铝复合球微晶复合层的铟铝复合球微晶，由4个或更多的球状晶粒或近似球状晶粒紧密联系组成体积更大的铟铝复合球微晶，球状晶粒或近似球状晶粒含铟超过50%( Wt%)、且铟和铝的总含量超过55%( Wt%)、球状晶粒或近似球状晶粒尺寸小于300nm。

[0007] 本发明者经过多年来的深入研究，发现机械零件表面发生相对运动过程中，尤其在存在微动磨损的机械零件接触表面，铟铝复合球微晶复合层能减少微动疲劳、微动腐蚀的性能，尤其提高零件接触表面抗“切向微动 +转动微动”等复合微动磨损的性能，对改善其接触表面的表面摩擦因数和摩擦力作用机理，与大都数国内外学者已见报导相关材料的性能有很大不同，并可应用于其它领域。众所周知，零件的表面材料层的性能会因微观组织结构不同而产生明显的不同，同样成份含铟材料的微观组织结构有球状、八面体状及其它形状而引起综合性能不一样。零件表面的铟铝复合球微晶复合层能有效减少微动疲劳、微动腐蚀，尤其提高零件接触表面抗“切向微动 +转动微动”等复合微动磨损的性能，具有保持零件表面的接触状态而明显改善其近似原位接触的复合微动磨损，能克服现有相关技术或工艺等引起接触表面引起的弛豫等微观缺陷，且同时改善接触表面的微动疲劳、微动腐蚀等性能。与现有技术比较，本发明的铟铝复合球微晶复合层的的相关技术有重大改进：①能有效减少微动疲劳、微动腐蚀的结构和材质两个方面重大改进：由不少于4个含铟超过50%( Wt%)、且铟和铝的总含量超过55%( Wt%)的球状或近似球状晶粒组成铟铝复合球微晶，形成2次或多于2次复合结构，铟铝复合球微晶复合层的微晶单元的结构和材质两方面都已发生重大改进；②提高零件接触表面抗“切向微动 +转动微动”等复合微动磨损的性能，铟铝复合球微晶复合层的受力和形变方式与普通零件表面的晶粒的受力和形变方式有实质性不同；③具有保持零件表面的接触状态而明显改善其近似原位接触的复合微动磨损，能克服现有相关技术或工艺等引起接触表面引起的弛豫等微观缺陷；④ 复合的润滑形式：在机械零件的相对运动过程中，含铟≥50%的铟铝合金具有良好的自润滑性能，铟铝复合球微晶复合层的微晶间具有贮油自润滑性能，与润滑油润滑一起形成复合的润滑形式，提升了润滑性能，具有明显改善机械零件接触表面的摩擦副的摩擦学性能，从而有效减少摩擦副的摩擦磨损；⑤ 吸振减摩：铟铝复合球微晶复合层的2次或多于2次晶粒复合结构能吸收部分振动，对存在微动磨损的机械零件具有的吸收部分振动、减少因存在润滑不充分的摩擦磨损有重要应用价值，铟铝复合球微晶复合层对存在微动磨损的机械零件接触表面具有独特的减少摩擦磨损效果功效持久，因此，本发明铟铝复合球微晶复合层具有应用价值和实用意义。

[0008] 本发明的有益效果是，能长期有效减少机械零件接触表面的摩擦磨损，能有效减少微动疲劳、微动腐蚀，尤其提高零件接触表面抗“切向微动 +转动微动”等复合微动磨损的性能，使用方便，结构简单，适用性强，且应用成本适宜，适合批量生产的特点。

附图说明

[0009] 图1为本发明实施例1的铟铝复合球微晶复合层的结构示意图。

[0010] 图2为本发明实施例1的铟铝复合球微晶复合层的2万倍扫描电镜图像。

[0011] 图3为本发明实施例1的铟铝复合球微晶复合层的5万倍扫描电镜图像。

[0012] 图4(包括图4-1、图4-2)为本发明实施例1的图2中的铟铝复合球微晶复合层的1个微晶能谱图。

[0013] 附图中，1-表面材料层，2-基体材料。

具体实施方式

[0014] 下面结合附图实施例对本发明作进一步说明。

[0015] 本发明的铟铝复合球微晶复合层是在零件设一表面材料层，表面材料层的金相组织具有含铟超过50%( Wt%)且铟和铝的总含量超过55%( Wt%)的、由4个或更多的球状或近似球状、尺寸小于300nm的晶粒紧密联系组成体积更大的铟铝复合球微晶，铟铝复合球微晶数量为表面材料层组成晶体总数50%以上；基体材料可为其它成份和其它形状金相组织，零件表面材料层和基体材料成为一体，形成铟铝复合球微晶复合层。

[0016] 所述的铟铝复合球微晶复合层的铟铝复合球微晶，由4个或更多的球状晶粒或近似球状晶粒紧密联系组成体积更大的铟铝复合球微晶，球状晶粒或近似球状晶粒含铟超过50%( Wt%)、且铟和铝的总含量超过55%( Wt%)、球状晶粒或近似球状晶粒尺寸小于300nm。

[0017] 实施例1

[0018] 图1为本发明实施例1的铟铝复合球微晶复合层的结构示意图，图2为本发明实施例1的铟铝复合球微晶复合层的2万倍扫描电镜图像，图3为本发明实施例1的铟铝复合球微晶复合层的5万倍扫描电镜图像，图4(包括图4-1、图4-2)为本发明实施例1的图2中的铟铝复合球微晶复合层的1个微晶能谱图。附图中，1为表面材料层，2为基体材料。

[0019] 本发明的铟铝复合球微晶复合层特征在于：采用经净化除杂的3003铝合金材料，通过机械加工方法制成机械零件，在零件的相互接触表面通过机械加工方法进行加工:磨削、抛光研磨、清洁、除油、除锈、清洗、干燥后立即覆盖一层平整洁净的厚0.5mm、尺寸大小与零件表面相适的纯铟材料，纯铟材料与零件贴合良好、无皱折。调整好大功率脉冲激光功率束和合适照射面积，用大功率脉冲激光束照射零件表面0.2秒，隔1秒，再用同样功率的脉冲激光束照射对应零件表面0.2秒，形成图1所示的铟铝复合球微晶复合层，图2为本发明实施例1的铟铝复合球微晶复合层的2万倍扫描电镜图像，图3为本发明实施例1的铟铝复合球微晶复合层的5万倍扫描电镜图像，图4(包括图4-1、图4-2)为本发明实施例1的图2中的铟铝复合球微晶复合层的1个微晶能谱图。

[0020] 铟铝复合球微晶复合层由晶粒组成2次或2次以上的复合球微晶，改进了微晶单元的结构，改进了微晶的受力方式；零件表面的铟铝复合球微晶复合层能有效减少微动疲劳、微动腐蚀，尤其提高零件接触表面抗“切向微动 +转动微动”等复合微动磨损的性能，具有保持零件表面的接触状态而明显改善其近似原位接触的复合微动磨损，能克服现有相关技术或工艺等引起接触表面引起的弛豫等微观缺陷，且同时改善接触表面的微动疲劳、微动腐蚀等性能；含铟≥50%的铟铝合金材料具有自润滑性能，与润滑油润滑形成复合的润滑形式，提升了润滑性能，极大提升了本零件应用于微动摩擦磨损领域形成良好润滑；铟铝复合球微晶复合层改善其接触表面的表面摩擦因数，实现良好的减少摩擦磨损效果，尤其是减少微动磨损效果且功效持久。