自蔓延反应合成工艺的工件表面处理方法技术

本发明专利技术自蔓延反应合成工艺的工件表面处理方法涉及一种工件表面处理方法，特别是涉及一种用于在开放形状物体上实现自蔓延反应合成工艺的处理方法。其目的是为了提供一种结构简单、成本低、操作简便、对自蔓延反应合成工艺控制能力强、能够可靠的将自蔓延反应合成工艺应用于开放形状的自蔓延反应合成工艺的工件表面处理方法。本发明专利技术自蔓延反应合成工艺的工件表面处理方法如下步骤：A、将开放形状的物体(1)的待加工表面(2)进行雕刻处理；B、将调配好的自蔓延反应的涂层材料覆到待加工表面(2)；C、对涂层材料点火激发自蔓延反应；D、对反应生成物及工件(1)进行加压和保温。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工件表面处理方法，特别是涉及一种用于在开放形状物体上实现 自蔓延反应合成工艺的处理方法。
技术介绍
自蔓延高温合成（Self-PropagatingHighTemperatureSynthesisSHS)，也 称燃烧合成（CombustionSynthesis---CS)是一种利用化学反应自身放热使反应持续进 行，最终合成所需材料或制品的新技术。SHS技术制备的产品纯度高、能耗低、工艺简单，特 别适用于合成复合材料、结构陶瓷和功能梯度材料等。 目前用SHS合成的化合物达500多种，SHS技术和烧结、热压、热挤压、爆炸、堆焊 和离心铸造等致密化技术结合，已广泛地应用于电子材料、陶瓷、金属间化合物、金属基复 合材料的制备合成。我国现在每年生产的SHS陶瓷内衬钢管已达十万吨以上，产品大量应 用于冶金、水泥、矿山。电力等工业领域。 采用自蔓延反应合成工艺，可以实现用廉价的原始材料在原位合成制作原本价格 昂贵的硬质合金耐磨材料等，在对于耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能方面有特殊要求的工件表 面复合一层具有特殊功能的合成材料保护层，可以有效地提高原有工件的性能和使用寿 命，具有非常好的工业应用价值。 目前采用自蔓延反应合成工艺制作的一般工业应用产品主要是陶瓷内衬复合钢 管，属于在有约束的管道内部空间表面制作复合层的工艺。自蔓延合成制作的陶瓷内衬复 合钢管，因为合成过程是在钢管内表面进行的，复合层有钢管内壁的约束成型，并受到管壁 收缩所产生的应力作用而固定在管道内壁。即钢管受热之后收缩幅度大，自蔓延反应合成 工艺的内衬的复合层内壁受热后收缩幅度小。即复合层内壁与钢管过盈配合固定。 然而，对于平板材料或其它开放形状的工件来说，采用自蔓延反应合成工艺复合 表面防护层的一般工业用产品，目前在市场上还没有见到。主要原因是复合层与母材金属 间的结合问题没有解决，复合层与母材金属间的结合不是冶金融合，使得复合层与母材结 合强度不够而容易脱落。 采用自蔓延反应合成工艺在平板材料或其它开放形状（非环形、非球形）的金属 工件表面烧结保护层，为保证表面复合层与母材金属间的结合强度，要求表面复合层与母 材金属间的结合必须为冶金级融合。并且，类似于电焊工艺的那样，反应合成工艺过程要求 能够实现只将母材金属的表层材料融化与复合层的材料进行融合，而母材深层的材料则必 须保证其不被融化。由于自蔓延反应合成过程实际上是燃烧波传播过程中的高速合成过 程。整个过程可能只有几秒或十几秒的时间，并且，理论上某些材料的反应绝热温度可以高 达3000t以上。这种高速合成的特点，使合成过程在燃烧波一开始引发后实际上就处于一 种不可控状态。因此，要想在这种不可控的材料合成过程中控制母材金属的表层材料融化 程度难度相当大。通常出现的情况是，能量输入不足时，母材金属没有融化，复合层与母材 与分离，造成复合层脱落；或者是输入的能量过大，造成母材金属过度融化甚至整个工件被 烧毁。 基于上述情况，传统处理方法存在的缺陷为：由于平板或开放形状时：上部金属 母材表层材料，下部金属母材深层材料。由于采用自蔓延反应合成工艺的温度过高，并且反 应过快，难以控制，因此热能量不足时，不能融化上部金属母材表层材料，使得反应生成涂 层无法可靠的与上部的金属材料固定在一起。在热能量过多时，则烧毁下部深层材料。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便、对自蔓延反应 合成工艺控制能力强、能够可靠的将自蔓延反应合成工艺应用于开放形状的自蔓延反应合 成工艺的工件表面处理方法。 本专利技术包括如下步骤： A、将开放形状的物体的待加工表面进行雕刻处理； B、将调配好的自蔓延反应涂层材料覆到待加工表面； C、对涂层材料点火激发自蔓延反应； D、对反应生成物及工件进行加压和保温。 本专利技术，其中所述步骤A中对待加工表 面的雕刻方式为：将待加工表面加工出至少两条的凹槽。 本专利技术，其中所述至少两条凹槽相互平 行。 本专利技术，其中所述至少两条凹槽相互交 错。 本专利技术，其中所述至少两条凹槽是直线 或曲线。 本专利技术，其中所述凹槽的截面形状为矩 形、U形、梯形、V形、反T形、梯形或燕尾形。 本专利技术，其中所述步骤C中点火方式 为：电弧点火、电火花点火、火焰点火、强电流点火、高温炉点火、电子束点火、激光点火、高 温辐射点火、微波点火或化学炉点火。 本专利技术与现有技术不同之处在于本发 明通过对开放形状待加工表面进行雕刻处理，可 增加待加工表面与涂层的接触面积并且减少了待加工表面所在母材的质量，因为在同样的 热量施加于母材时，肯定是接触面积越大、质量越少，则温度升高的更快，更加利于涂层稳 定的融合于母材表面。并且利用涂层材料的受热体系缩小程度小于母材，则可在母材和涂 层冷却后，体积较大的涂层卡在雕刻的沟槽中，从而能够在开放形态的平面上，更可靠的固 定涂层。 下面结合附图对本专利技术的作进一步说 明。【附图说明】 图1是的处理的开放形状的物体主视 图； 图2是图1开放形状的物体的俯视图； 图3是的处理的另一种开放形状的物 体的主视图； 图4是图3所示另一种开放形状的物体的俯视图； 图5是图3所示另一种开放形状的物体的左视图。【具体实施方式】 如图1~图5所示，参见图1和图2,本专利技术自蔓延反应合成工艺的工件表面处理 方法包括如下步骤：A、将开放形状的物体1的待加工表面2进行雕刻处理，其中对待加工表面2的雕 刻方式为：将待加工表面加工出至少两条的凹槽3,其优选为多条凹槽3。凹槽3是直线或 曲线。多条凹槽3之间相互平行，或参见图3当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自蔓延反应合成工艺的工件表面处理方法，其特征在于包括如下步骤：A、将开放形状的物体(1)的待加工表面(2)进行雕刻处理；B、将调配好的自蔓延反应涂层材料覆到待加工表面(2)；C、对涂层材料点火激发自蔓延反应；D、对反应生成物及工件进行加压和保温。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋冠弘，
申请(专利权)人：宋冠弘，
类型：发明
国别省市：北京;11