專利名稱：一種用于強(qiáng)化銅或銅合金表面硬度的工藝方法
一種用于強(qiáng)化銅或銅合金表面硬度的工藝方法所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于材料表面處理領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)銅或銅合金表面滲錫強(qiáng)化的工藝方法。
現(xiàn)有技術(shù)銅或銅合金具有高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，良好的耐蝕性，好的加工成形性，易連接等性能，廣泛應(yīng)用于航空及其他工業(yè)部門。可是由于其硬度不高，在一定領(lǐng)域應(yīng)用受到局限。檢索國(guó)內(nèi)外的期刊雜志，還沒(méi)有專門針對(duì)提高銅或銅合金材料硬度的資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種用于強(qiáng)化銅或銅合金表面硬度的工藝方法。一種用于強(qiáng)化銅或銅合金表面硬度的工藝方法，包括如下步驟步驟一清洗銅或銅合金表面；步驟二 在銅或銅合金零件表面鍍錫，使得錫層厚度h滿足20 μ m < h < 50 μ m ；步驟三將鍍錫后的銅或銅合金零件在空氣爐中進(jìn)行熱處理擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度 420士 10°C，擴(kuò)散時(shí)間100 150分鐘，隨爐升溫；步驟四擴(kuò)散后，空氣冷卻。本發(fā)明的有益效果是所提出的用于強(qiáng)化銅或銅合金表面硬度的工藝方法，由于在鍍錫后進(jìn)行熱處理擴(kuò)散，會(huì)使得銅或銅合金表面形成一層厚度大于IOym的滲錫層，該滲錫層硬度> 700HV0.05,從而達(dá)到強(qiáng)化銅或銅合金表面硬度的目的。


圖1為實(shí)施例1中，對(duì)QA110-3-1. 5鋁青銅銷子進(jìn)行表面滲錫強(qiáng)化后500X的滲錫層形貌；圖2為實(shí)施例1中，對(duì)QAl 10-3-1. 5鋁青銅銷子進(jìn)行表面滲錫強(qiáng)化后2000X的滲
錫層形貌；圖3為實(shí)施例1中，對(duì)QA110-3-1. 5鋁青銅銷子進(jìn)行表面滲錫強(qiáng)化后滲錫層不同點(diǎn)能譜測(cè)量結(jié)果圖；圖4為實(shí)施例1中，對(duì)QA110-3-1. 5鋁青銅銷子進(jìn)行表面滲錫強(qiáng)化后滲錫層錫濃度梯度線掃描結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 該實(shí)施例中的工藝方法用于處理一個(gè)QA110-3-1. 5鋁青銅銷子，包括如下步驟步驟一汽油清洗QAl 10-3-1. 5鋁青銅銷子；步驟二 采用酸性溶液，在QA110-3-1. 5鋁青銅銷子表面鍍錫，使得錫層厚度h為
335 μ m ；步驟三將鍍錫后的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子在空氣爐中進(jìn)行熱處理擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度410°C，擴(kuò)散時(shí)間110分鐘，隨爐升溫；步驟四擴(kuò)散后，空氣冷卻。該實(shí)施例中，QAl 10-3-1. 5鋁青銅銷子處理前硬度為HB160，處理后表面硬度為 754HV0.05,明顯提高了零件表面硬度。使用該實(shí)施例中的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子進(jìn)行摩擦性能測(cè)試。在耐磨損試驗(yàn)機(jī)上試驗(yàn)，將處理前和處理后的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子均做成ν型塊試樣，摩擦速度0. Im/ S。結(jié)果150kgf載荷重在水中試驗(yàn)，處理前的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子，瞬間燒傷；處理后的QA110-3-1.5鋁青銅銷子，12小時(shí)燒傷。在油中連續(xù)加載，處理前的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子，270kgf時(shí)燒傷，處理后的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子，達(dá)到試驗(yàn)機(jī)極限2500kgf時(shí)仍運(yùn)行正常。同時(shí)，對(duì)本實(shí)例中的處理后的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子進(jìn)行金相檢測(cè)，圖1和圖2 分別為500X和2000X的滲錫層形貌，圖3為滲錫層不同點(diǎn)能譜測(cè)量結(jié)果圖，可以看出，零件表層錫含量大大增高，圖4為滲錫層錫濃度梯度線掃描結(jié)果，可以看出表層為富錫層，錫含量59%，內(nèi)層為過(guò)渡層，錫含量18 %，過(guò)渡層金相組織中的富錫相呈顆粒狀分布，組織細(xì)
滋
γ t [ o根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，以QA110-3-1. 5鋁青銅銷子為處理對(duì)象，進(jìn)行了 9批次驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1 表1銅及銅合金表面鍍錫擴(kuò)散試驗(yàn)情況明細(xì)
編號(hào)電鍍錫厚度擴(kuò)散溫度擴(kuò)散時(shí)間結(jié)果3h標(biāo)擴(kuò)散層厚度擴(kuò)散層硬度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權(quán)利要求
1. 一種用于強(qiáng)化銅或銅合金表面硬度的工藝方法，包括如下步驟 步驟一清洗銅或銅合金表面；步驟二 在銅或銅合金零件表面鍍錫，使得錫層厚度h滿足20 μ m < h < 50 μ m ； 步驟三將鍍錫后的銅或銅合金零件在空氣爐中進(jìn)行熱處理擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度 420士 10°C，擴(kuò)散時(shí)間100 150分鐘，隨爐升溫； 步驟四擴(kuò)散后，空氣冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)銅或銅合金表面滲錫強(qiáng)化的工藝方法，屬于材料表面處理領(lǐng)域。該方法清洗銅或銅合金表面；在銅或銅合金零件表面鍍錫，使得錫層厚度h滿足20μm≤h≤50μm；將鍍錫后的銅或銅合金零件在空氣爐中進(jìn)行熱處理擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度420±10℃，擴(kuò)散時(shí)間100～150分鐘，隨爐升溫；擴(kuò)散后，空氣冷卻。本發(fā)明的有益效果是所提出的用于強(qiáng)化銅或銅合金表面硬度的工藝方法，由于在鍍錫后進(jìn)行熱處理擴(kuò)散，會(huì)使得銅或銅合金表面形成一層厚度大于10μm的滲錫層，該滲錫層硬度≥700HV0.05，從而達(dá)到強(qiáng)化銅或銅合金表面硬度的目的。
文檔編號(hào)C23C10/00GK102392213SQ20111036693
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者劉貴鋒, 劉靜, 宋文莉, 楊朝陽(yáng), 趙利斌 申請(qǐng)人:西安航空動(dòng)力控制有限責(zé)任公司