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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410577665.9(22)申请日 2014.10.24B22F 3/24(2006.01)C23C 8/30(2006.01)C22F 3/00(2006.01)(71)申请人苏州莱特复合材料有限公司地址 215009 江苏省苏州市高新区火炬路56号(72)发明人刘莉 王爽 刘晓东(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人李纪昌(54) 发明名称一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺(57) 摘要本发明提供了一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺，首先对铜基粉末冶金件进行抛光，再将抛光后的铜基粉末冶金件进行氧化处理，。
2、然后将氧化处理后的铜基粉末冶金件进行碳氮共渗处理，最后将共渗处理后的铜基粉末冶金件进行激光表面改性处理。本发明通过对铜基粉末冶金件表面进行抛光、氧化、碳氮共渗和激光改性四步处理，显著提高了铜基粉末冶金件的性能，使其表观硬度、-Cu相显微硬度、耐磨性能和摩擦系数均有所提高。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页(10)申请公布号 CN 104368817 A(43)申请公布日 2015.02.25CN 104368817 A1/1页21.一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，对铜基粉末冶金件进行抛光；。
3、步骤2，将步骤1抛光后的铜基粉末冶金件进行氧化处理；步骤3，将步骤2氧化处理后的铜基粉末冶金件进行碳氮共渗处理；步骤4，将步骤3共渗处理后的铜基粉末冶金件进行激光表面改性处理。2.根据权利要求1所述的铜基粉末冶金件的表面处理工艺，其特征在于：步骤1中采用装有铝丝的抛光轮抛光。3.根据权利要求1所述的铜基粉末冶金件的表面处理工艺，其特征在于：步骤2中氧化处理采用煤油-乙醇浸泡，浸泡温度为3545，浸泡时间为812h。4.根据权利要求3所述的铜基粉末冶金件的表面处理工艺，其特征在于：所用煤油-乙醇的体积比为10:90。5.根据权利要求1所述的铜基粉末冶金件的表面处理工艺，其特征在于：步骤3中碳氮共。
4、渗处理采用煤油和甲酰胺作为碳氮共渗剂，共渗温度为840870，共渗时间为45.5h。6.根据权利要求1所述的铜基粉末冶金件的表面处理工艺，其特征在于：步骤4中激光表面改性处理的激光功率为11001500W，扫描速度为130170mm/min。权 利 要 求 书CN 104368817 A1/3页3一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺技术领域0001 本发明属于粉末冶金材料表处理技术领域，具体涉及一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺。背景技术0002 现代粉末冶金是一门制造机械零件的先进技术，具有高效、优质、精密、低耗、节能等优点，非常适合于大批量生产各种机械零部件，如汽车零件，尤其是采用铸、锻、机加工。
5、等常规方法难以成形或无法成形，以及虽能成形但极不经济的复杂形状零件。采用粉末冶金工艺生产这些零件，不仅可使零件达到高精度、高性能，而且可以保证在流水线上生产的精度和性能的稳定一致，从而给汽车工业乃至现代装备制造业带来了巨大的技术经济效果。0003 铜基粉末冶金摩擦材料是以铜及其合金为基体，添加摩擦组元和润滑组元，用粉末冶金技术制成的复合材料，在摩擦式离合器与制动器中得到广泛应用。目前随着各种设备的动力、速度及负荷在迅速增大，对摩擦材料的要求不断提高。现有的大负载铜基粉末冶金摩擦材料在性能上表现出摩擦系数低、磨损严重、耐热系数低等不足。目前国内外的研究工作多围绕成份对摩擦材料性能的影响、新型摩擦。
6、材料开发、烧结工艺改进等方面开展。0004 非晶态合金尤其是铜基非晶兼有一般金属和玻璃的特性，因而具有独特的物理化学和力学性能，具有极高的强度、韧性、耐磨和耐蚀性。纳米晶材料具有独特的结构特征，含有大量的内界面，因而可能表现出许多与常规晶体不同的理化性能。研究表明，与普通粗晶铜相比，铜纳米晶材料具有优异的耐磨性。而非晶-纳米晶复合材料中包含非晶相和纳米晶相，非晶相与纳米晶相的有机结合得到非晶-纳米晶复合材料，改善材料的性能、提高材料的综合性能，对发展高性能材料具有巨大的潜在优势。发明内容0005 本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺，该工艺显著提高了铜基粉末冶。
7、金件表观硬度、-Cu相显微硬度、耐磨性能和摩擦系数。0006 一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺，包括以下步骤：0007 步骤1，对铜基粉末冶金件进行抛光；0008 步骤2，将步骤1抛光后的铜基粉末冶金件进行氧化处理；0009 步骤3，将步骤2氧化处理后的铜基粉末冶金件进行碳氮共渗处理；0010 步骤4，将步骤3共渗处理后的铜基粉末冶金件进行激光表面改性处理。0011 作为上述发明的进一步改进，步骤1中采用装有铝丝的抛光轮抛光。0012 作为上述发明的进一步改进，步骤2中氧化处理采用煤油-乙醇浸泡，浸泡温度为3545，浸泡时间为812h。0013 作为上述发明的进一步改进，所用煤油-乙醇的体积比。
8、为10:90。0014 作为上述发明的进一步改进，步骤3中碳氮共渗处理采用煤油和甲酰胺作为碳氮共渗剂，共渗温度为840870，共渗时间为45.5h。说 明 书CN 104368817 A2/3页40015 作为上述发明的进一步改进，步骤4中激光表面改性处理的激光功率为11001500W，扫描速度为130170mm/min。0016 粉末冶金件因其疏松多孔，在镀前处理和电镀过程中，容易渗入酸、碱溶液和镀液，造成镀层出现斑点，由内部向外腐蚀，致使镀层发生孔蚀而失去保护作用。通常解决的方法是封闭孔隙，如喷砂、抛丸、整形、浸渍石蜡等。本发明选择了将粉末冶金件直接高温高压氧化处理，使其表面形成致密的薄氧。
9、化层，同时考虑到氧化处理工艺对衔铁的防锈保护性能弱于电镀工艺，故在氧化处理后增加防锈油浸泡处理试验。0017 碳氮共渗处理是一种经过改良的气体渗碳处理。主要改进之处是将氨引入了气体渗碳气氛气体中，在粉末冶金零件表面形成初生态氮，氮与碳同时扩散到粉末冶金材料中形成含氮的渗碳层。与气体渗碳相比，碳氮共渗的温度较低，时间较短，使得碳氮共渗处理的硬化层深度易于控制。由于高硬度表面薄层的形成氮碳共渗适合用于耐磨和要求心部韧性的部件。0018 将激光表面改性技术应用于铜基粉末冶金摩擦材料，摩擦材料表面的铜基粉末冶金层在高能量密度激光束的作用下，温度迅速升高，随着激光束的快速移动，靠自身的冷却，温度又迅速降。
10、低，在这种极热极冷条件下，摩擦材料基体会发生非晶-纳米晶的转变。因此，激光表面改性处理后铜基粉末冶金摩擦材料的微观组织和性能将具有新的特点。0019 本发明通过对铜基粉末冶金件表面进行抛光、氧化、碳氮共渗和激光改性四步处理，显著提高了铜基粉末冶金件的性能，使其表观硬度、-Cu相显微硬度、耐磨性能和摩擦系数均有所提高。具体实施方式0020 实施例10021 一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺，包括以下步骤：0022 步骤1，才用装有铝丝的抛光轮，对铜基粉末冶金件进行抛光；0023 步骤2，将抛光后的铜基粉末冶金件用煤油-乙醇浸泡进行氧化处理，浸泡温度为35，浸泡时间为12h，其中煤油-乙醇的体积比。
11、为10:90；0024 步骤3，将氧化后的铜基粉末冶金件用煤油和甲酰胺作为碳氮共渗剂进行碳氮共渗处理，共渗温度为840，共渗时间为5.5h；0025 步骤4，将共渗处理后的铜基粉末冶金件进行激光表面改性处理，激光功率为1100W，扫描速度为170mm/min。0026 实施例20027 一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺，包括以下步骤：0028 步骤1，才用装有铝丝的抛光轮，对铜基粉末冶金件进行抛光；0029 步骤2，将抛光后的铜基粉末冶金件用煤油-乙醇浸泡进行氧化处理，浸泡温度为40，浸泡时间为9h，其中煤油-乙醇的体积比为10:90；0030 步骤3，将氧化后的铜基粉末冶金件用煤油和甲酰胺作。
12、为碳氮共渗剂进行碳氮共渗处理，共渗温度为860，共渗时间为5h；0031 步骤4，将共渗处理后的铜基粉末冶金件进行激光表面改性处理，激光功率为1300W，扫描速度为140mm/min。说 明 书CN 104368817 A3/3页50032 实施例30033 一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺，包括以下步骤：0034 步骤1，才用装有铝丝的抛光轮，对铜基粉末冶金件进行抛光；0035 步骤2，将抛光后的铜基粉末冶金件用煤油-乙醇浸泡进行氧化处理，浸泡温度为45，浸泡时间为8h，其中煤油-乙醇的体积比为10:90；0036 步骤3，将氧化后的铜基粉末冶金件用煤油和甲酰胺作为碳氮共渗剂进行碳氮共渗处理。
13、，共渗温度为870，共渗时间为4h；0037 步骤4，将共渗处理后的铜基粉末冶金件进行激光表面改性处理，激光功率为1500W，扫描速度为130mm/min。0038 实施例40039 一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺，包括以下步骤：0040 步骤1，才用装有铝丝的抛光轮，对铜基粉末冶金件进行抛光；0041 步骤2，将抛光后的铜基粉末冶金件用煤油-乙醇浸泡进行氧化处理，浸泡温度为40，浸泡时间为11h，其中煤油-乙醇的体积比为10:90；0042 步骤3，将氧化后的铜基粉末冶金件用煤油和甲酰胺作为碳氮共渗剂进行碳氮共渗处理，共渗温度为860，共渗时间为4.5h；0043 步骤4，将共渗处理后的铜。
14、基粉末冶金件进行激光表面改性处理，激光功率为1200W，扫描速度为160mm/min。0044 实施例50045 一种铜基粉末冶金件的表面处理工艺，包括以下步骤：0046 步骤1，才用装有铝丝的抛光轮，对铜基粉末冶金件进行抛光；0047 步骤2，将抛光后的铜基粉末冶金件用煤油-乙醇浸泡进行氧化处理，浸泡温度为45，浸泡时间为8h，其中煤油-乙醇的体积比为10:90；0048 步骤3，将氧化后的铜基粉末冶金件用煤油和甲酰胺作为碳氮共渗剂进行碳氮共渗处理，共渗温度为870，共渗时间为4h；0049 步骤4，将共渗处理后的铜基粉末冶金件进行激光表面改性处理，激光功率为1500W，扫描速度为130mm。
15、/min。0050 将实施例1至5所得样品与处理前的样品进行性能测试，结果如下：0051 处理前实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5表观硬度/HB 19.5 23.2 21.6 22.9 23.5 22.8-Cu相显微硬度/HV 99 114 117 109 113 115磨损量/g1000m-13.47 2.38 2.29 2.15 2.35 2.23摩擦系数0.347 0.362 0.359 0.365 0.354 0.3610052 由上表可知，经过本发明的处理工艺，铜基粉末冶金件表观硬度提高了10.7，-Cu相显微硬度提高了10.1，磨损量降低了31.4，摩擦系数3.4。说 明 书CN 104368817 A。