[发明专利]一种金属材料高强韧化表面改性方法

权利要求书

1.一种金属材料高强韧化表面改性方法，其特征在于，采用激光喷丸、磁场渗氮与磁场淬火相结合的复合方法处理金属材料表面，通过激光喷丸细化表面组织，增加缺陷，为磁场渗氮提供更多扩散通道，激光喷丸与磁场共同加速了氮原子的扩散过程，获得较深的渗氮层，降低渗氮层脆性，磁场淬火同时产生晶格变形和淬火效果，进一步强韧化表面渗氮层，而低能激光喷丸改善材料表面质量，经磁场淬火后再次强化表面性能，最终获得表面晶粒细小、渗氮层较深、淬火变形小的高强韧表面；具体步骤为：

A) 将金属材料表面进行打磨、抛光、清洗和干燥预处理；

B) 将预处理的材料表面进行激光喷丸处理；

C) 将激光喷丸处理后的表面进行磁场渗氮；

D) 将渗氮后的表面进行磁场淬火；

E) 将磁场淬火后的表面再进行低能激光喷丸处理；

F) 将低能激光喷丸处理后的表面再次进行磁场淬火，获得平整的高强韧表面。

2. 根据权利要求1所述的一种金属材料高强韧化表面改性方法，其特征在于，所述步骤A)的金属材料为金属铝、铝合金、金属钛、钛合金、铸铁或钢。

3. 根据权利要求1所述的一种金属材料高强韧化表面改性方法，其特征在于，所述步骤B)的激光喷丸处理参数为：激光功率密度为1-10GW/cm²，激光脉宽为5-40ns，光斑直径为1-10mm，搭接率为20%-80%。

4. 根据权利要求1所述的一种金属材料高强韧化表面改性方法，其特征在于，所述步骤C)的磁场渗氮的磁场强度为0.1-15T。

5. 根据权利要求1所述的一种金属材料高强韧化表面改性方法，其特征在于，所述步骤D)和F)的磁场淬火的磁场强度为1-15T，淬火介质为水、冰水或液氮。

6. 根据权利要求1所述的一种金属材料高强韧化表面改性方法，其特征在于，所述步骤C)、D)和F)的磁场渗氮和磁场淬火的磁场类型为恒稳磁场、交流磁场或脉冲磁场。

7. 根据权利要求1所述的一种金属材料高强韧化表面改性方法，其特征在于，所述步骤E)的低能激光喷丸处理采用的激光功率密度和光斑直径小于步骤B)的激光喷丸处理采用的激光功率密度和光斑直径。