專利名稱：一種用于強化銅或銅合金表面硬度的工藝方法
一種用于強化銅或銅合金表面硬度的工藝方法所屬領域本發明屬于材料表面處理領域，具體涉及一種針對銅或銅合金表面滲錫強化的工藝方法。
現有技術銅或銅合金具有高的導電性、導熱性，良好的耐蝕性，好的加工成形性，易連接等性能，廣泛應用于航空及其他工業部門。可是由于其硬度不高，在一定領域應用受到局限。檢索國內外的期刊雜志，還沒有專門針對提高銅或銅合金材料硬度的資料。

發明內容
本發明的目的是提出一種用于強化銅或銅合金表面硬度的工藝方法。一種用于強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行熱處理擴散，擴散溫度 420士 10°C，擴散時間100 150分鐘，隨爐升溫；步驟四擴散后，空氣冷卻。本發明的有益效果是所提出的用于強化銅或銅合金表面硬度的工藝方法，由于在鍍錫后進行熱處理擴散，會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,從而達到強化銅或銅合金表面硬度的目的。


圖1為實施例1中，對QA110-3-1. 5鋁青銅銷子進行表面滲錫強化后500X的滲錫層形貌；圖2為實施例1中，對QAl 10-3-1. 5鋁青銅銷子進行表面滲錫強化后2000X的滲
錫層形貌；圖3為實施例1中，對QA110-3-1. 5鋁青銅銷子進行表面滲錫強化后滲錫層不同點能譜測量結果圖；圖4為實施例1中，對QA110-3-1. 5鋁青銅銷子進行表面滲錫強化后滲錫層錫濃度梯度線掃描結果圖。
具體實施例方式實施例1 該實施例中的工藝方法用于處理一個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行熱處理擴散，擴散溫度410°C，擴散時間110分鐘，隨爐升溫；步驟四擴散后，空氣冷卻。該實施例中，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。使用該實施例中的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子進行摩擦性能測試。在耐磨損試驗機上試驗，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。結果150kgf載荷重在水中試驗，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小時燒傷。在油中連續加載，處理前的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子，270kgf時燒傷，處理后的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子，達到試驗機極限2500kgf時仍運行正常。同時，對本實例中的處理后的QA110-3-1. 5鋁青銅銷子進行金相檢測，圖1和圖2 分別為500X和2000X的滲錫層形貌，圖3為滲錫層不同點能譜測量結果圖，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果，可以看出表層為富錫層，錫含量59%，內層為過渡層，錫含量18 %，過渡層金相組織中的富錫相呈顆粒狀分布，組織細
滋
γ t [ o根據本發明的技術方案，以QA110-3-1. 5鋁青銅銷子為處理對象，進行了 9批次驗證試驗，試驗結果見表1 表1銅及銅合金表面鍍錫擴散試驗情況明細
編號電鍍錫厚度擴散溫度擴散時間結果3h標擴散層厚度擴散層硬度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權利要求
1. 一種用于強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行熱處理擴散，擴散溫度 420士 10°C，擴散時間100 150分鐘，隨爐升溫； 步驟四擴散后，空氣冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種針對銅或銅合金表面滲錫強化的工藝方法，屬于材料表面處理領域。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行熱處理擴散，擴散溫度420±10℃，擴散時間100～150分鐘，隨爐升溫；擴散后，空氣冷卻。本發明的有益效果是所提出的用于強化銅或銅合金表面硬度的工藝方法，由于在鍍錫后進行熱處理擴散，會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，從而達到強化銅或銅合金表面硬度的目的。
文檔編號C23C10/00GK102392213SQ20111036693
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者劉貴鋒, 劉靜, 宋文莉, 楊朝陽, 趙利斌 申請人:西安航空動力控制有限責任公司