本發(fā)明專利技術(shù)提供一種金屬零件的表面處理方法，包括：在金屬零件的表面形成氧化膜；對金屬零件的表面進行拋丸處理；在金屬零件的表面生成PTFE涂層；和對金屬零件的表面進行拋光處理。本發(fā)明專利技術(shù)可應(yīng)用在動密封工作表面具有高疲勞壽命的產(chǎn)品中。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種金屬零件表面復(fù)合強化處理加工工藝，特別是用于動車制動系統(tǒng)中閥體的表面復(fù)合強化處理工藝。
技術(shù)介紹
為了使材料具有一定的工藝參數(shù)，例如相當(dāng)大的硬度和較小的摩擦系數(shù)，通常需要對材料進行表面復(fù)合強化處理，以提高其耐摩擦疲勞壽命。表面強化處理技術(shù)是指采用物理或化學(xué)方法，對材料表面進行處理，改變材料表面的形態(tài)，在材料表面生成具有特殊性能的膜層，賦予材料本身所不具備的機械、物理或化學(xué)性能。尤其是對于較軟的金屬例如鋁，表面復(fù)合強化處理更為重要。 例如在動車制動系統(tǒng)中，應(yīng)用了很多空氣控制閥，閥內(nèi)大量采用了動密封結(jié)構(gòu)，要求具有密封功能的孔結(jié)構(gòu)其功能密封表面具有相當(dāng)?shù)挠捕群托〉哪Σ料禂?shù)，使產(chǎn)品具有高的耐摩擦疲勞壽命。具體而言，動車制動系統(tǒng)中，壓力變化閥產(chǎn)品中的反向閥體內(nèi)腔為活塞密封結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品特性要求活塞密封結(jié)構(gòu)具有高的耐磨性(HV0. 025 :450+3°)和疲勞壽命(IO6循環(huán)測試)，而反向閥體的基材為鋁材，鋁材質(zhì)軟、塑性高不能滿足產(chǎn)品特性的要求，所以此類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需要應(yīng)用表面強化處理技術(shù)。鋁材提高表面硬度的最有效方法是硬質(zhì)陽極氧化技術(shù)的應(yīng)用，但通常的硬質(zhì)陽極氧化技術(shù)生成的防護層相對于產(chǎn)品的高疲勞壽命要求仍然存在不足，主要表現(xiàn)為功能層硬度不夠和表面粗糙度偏大，不能滿足產(chǎn)品疲勞壽命的要求和高低溫(_40°C、70°C范圍內(nèi))密封測試要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本專利技術(shù)提供一種復(fù)合防護技術(shù)加特殊工程方法相結(jié)合的工藝過程，使金屬零件特別是鋁材產(chǎn)品表面硬度和表面粗糙度能夠滿足產(chǎn)品環(huán)境溫度下的疲勞測試和高低溫測試要求。本專利技術(shù)提供一種金屬零件的表面處理方法，包括在金屬零件的表面形成氧化膜；對金屬零件的表面進行拋丸處理；在金屬零件的表面生成PTFE涂層；和對金屬零件的表面進行拋光。本專利技術(shù)可應(yīng)用在要求具有高疲勞壽命的產(chǎn)品中。例如對于動車中常用的鋁制零件，在不失鋁材特性的條件下，既保持了結(jié)構(gòu)塑性好、易加工、質(zhì)量輕等特點，又能使結(jié)構(gòu)滿足產(chǎn)品耐磨特性的要求；同時設(shè)備要求低，；工藝過程簡單；質(zhì)量可控性好，每階段工藝過程都有可靠的指標(biāo)對質(zhì)量進行檢測(厚度、硬度、表面光潔度等)。附圖說明通過附圖所示，本專利技術(shù)的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本專利技術(shù)的主旨。圖I示出了本專利技術(shù)的表面強化復(fù)合處理方法的流程。具體實施例方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中的附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。其次，本專利技術(shù)結(jié)合示意圖進行詳細描述，在詳述本專利技術(shù)實施例時，為便于說明，所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本專利技術(shù)保護的范圍。本專利技術(shù)提供一種金屬零件的表面處理方法100，該方法用于鋁材金屬材料制成的 零件。下面參考圖I詳細介紹該表面處理方法100。如圖I所示，在步驟110，利用常用的金屬零件制造方法，例如車削、銑削等制成金屬零件。在步驟120，在金屬零件的表面形成表面氧化膜，例如通過硬質(zhì)陽極氧化處理方法，首先將加工好的零件在堿液中除油，再在弱酸中活化，接著進行氧化，最后進行封閉處理，強化層硬度要求(維氏硬度HVaμ :450+3°)。硬質(zhì)陽極氧化處理的優(yōu)選工藝參數(shù)如下溫度-2 -4° C，時間6(T70min，電流4 6A。氧化膜厚度優(yōu)選45±5 μ m。在步驟130，對金屬零件的表面進行拋丸處理，優(yōu)選使其表面粗糙度小于或等于Rmax IO,特別注意零件的功能表面。在步驟140，在金屬零件的表面生成PTFE涂層。可使用專用的PTFE涂料對拋丸后零件進行整體涂裝，采用的方式例如為浸涂或噴涂，特別注意零件的功能表面不要存在流掛、厚度不均、漏涂等缺陷。同時確保涂層厚度滿足實際工藝要求，例如優(yōu)選5 10 μ m。在步驟150，對金屬零件的表面進行拋光。可采用自動或人工的方式對零件功能表面進行拋光處理，優(yōu)選使其表面光潔度不大于Rmax2. 5。下面以鋁材為例對本專利技術(shù)的效果進行描述。本專利技術(shù)的工藝過程在鋁材表面生成的強化層能顯著提高產(chǎn)品的疲勞壽命和高低溫密封性能。例如在對于動車制動系統(tǒng)中高頻運動的活塞結(jié)構(gòu)，經(jīng)過本專利技術(shù)的工藝處理過的活塞結(jié)構(gòu)能夠充分滿足其性能和耐久性的要求。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個實施例，在金屬表面(例如鋁)形成氧化膜之前，可以用輥子對金屬表面進行軋制從而在金屬表面形成孿晶；納米孿晶的厚度例如小于200nm。優(yōu)選的，所述輥子在金屬表面上以O(shè). I 50mm/分鐘速度推進。通過對金屬表面進行軋制，進一步提高了金屬基體的強度和壽命，改變了顯微組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)。以上所述，僅是本專利技術(shù)的較佳實施例而已，并非對本專利技術(shù)作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本專利技術(shù)技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和
技術(shù)實現(xiàn)思路
對本專利技術(shù)技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本專利技術(shù)技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本專利技術(shù)的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本專利技術(shù)技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種金屬零件的表面處理方法，包括 在金屬零件的表面形成氧化膜； 對金屬零件的表面進行拋丸處理； 在金屬零件的表面生成PTFE涂層；和 對金屬零件的表面進行拋光處理。2.如權(quán)利要求I所述的金屬零件的表面處理方法，其特征在于，所述零件由鋁材及其合金材料制成。3.如權(quán)利要求I或2所述的金屬材料表面處理方法，其特征在于，通過下列方式在金屬材料表面形成表面氧化膜將金屬零件在堿液中除油，在弱酸中活化，接著進行氧化、封閉處理。4.如權(quán)利要求I或2所述的金屬材料表面處理方法，其特征在于，所形成的表面氧化膜的厚度為45±5μπι，維氏硬度為HVO. 025 :450+30。5.如權(quán)利要求1-2中任一項所述的金屬材料表面處理方法，其特征在于，所述對金屬零件的表面進行拋丸處理的步驟使其表面粗糙度不大于Rmax10。6.如權(quán)利要求1-2中任一項所述的金屬材料表面處理方法，其特征在于，所述對金屬零件的表面進行拋光的步驟使得金屬零件表面光潔度不大于Rmax2. 5。7.如權(quán)利要求1-2中任一項所述的金屬材料表面處理方法，其特征在于，所述金屬零件為動車制動系統(tǒng)中要求具有高疲勞壽命閥類產(chǎn)品中的活塞密封結(jié)構(gòu)。全文摘要本專利技術(shù)提供一種金屬零件的表面處理方法，包括在金屬零件的表面形成氧化膜；對金屬零件的表面進行拋丸處理；在金屬零件的表面生成PTFE涂層；和對金屬零件的表面進行拋光處理。本專利技術(shù)可應(yīng)用在動密封工作表面具有高疲勞壽命的產(chǎn)品中。文檔編號C21D7/06GK102912398SQ201210417118公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日專利技術(shù)者張海軍, 劉鵬, 劉寶安, 程鑫 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院機車車輛研究所, 北京縱橫機電技術(shù)開發(fā)公司本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種金屬零件的表面處理方法，包括：？在金屬零件的表面形成氧化膜；？對金屬零件的表面進行拋丸處理；？在金屬零件的表面生成PTFE涂層；和？對金屬零件的表面進行拋光處理。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張海軍，劉鵬，劉寶安，程鑫，
申請(專利權(quán))人：中國鐵道科學(xué)研究院機車車輛研究所，北京縱橫機電技術(shù)開發(fā)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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