[发明专利]一种基于激光诱导冲击波金属表面纳米粉末渗透方法

权利要求书

1.一种基于激光诱导冲击波金属表面纳米粉末渗透方法，其特征在于包括以下步骤：

基体材料前处理；

加工表面覆盖吸收层；

基体金属表面覆盖吸收层；

基体金属表面施加约束层；

对施加约束层后的基体金属表面进行预冲击延寿处理；

对冲击延寿处理后的基体金属表面进行冲击延寿；

基体金属材料后处理。

2.按权利要求1所述的基于激光诱导冲击波金属表面纳米粉末渗透方法，其特征在于：加工表面覆盖吸收层包括以下步骤：

在洁净间中，取一张薄板，中间剪出需要的大小及形状的开口；

薄板贴附于吸收层表面，在薄板中间均匀的涂上纳米颗粒；

将多余部分清理干净，使吸收层表面形与薄板同厚的颗粒涂覆层。

3.按权利要求1所述的基于激光诱导冲击波金属表面纳米粉末渗透方法，其特征在于基体金属表面覆盖吸收层为：在基体金属表面即靶材的工作端面覆盖涂覆纳米颗粒的吸收层。

4.按权利要求1所述的基于激光诱导冲击波金属表面纳米粉末渗透方法，其特征在于基体金属表面施加约束层为：

将覆盖有吸收层的靶材的工作端面安装在工作台上，在吸收层上施加一层厚度为1-3mm的约束层，该约束层为透光玻璃或去离子水中的一种。

5.按权利要求1所述的基于激光诱导冲击波金属表面纳米粉末渗透方法，其特征在于对施加约束层后的基体金属表面进行预冲击延寿处理步骤为：

施加约束层后的基体金属表面面朝向激光束，以激光脉宽为20-40ns、激光波长为1064、激光光束直径为2-3mm、激光能量为1-5J、重复频率为2Hz的激光束进行预冲击处理，其中搭接率为10％，冲击1-2遍。

6.按权利要求1所述的基于激光诱导冲击波金属表面纳米粉末渗透方法，其特征在于对冲击延寿处理后的基体金属表面进行冲击延寿处理的步骤为：

预冲击延寿处理后，调整激光工艺参数：激光脉宽为10-20ns、激光波长为1064nm、激光光束直径为2-3mm、激光能量为2-10J、重复频率为1～2Hz的激光束进行冲击处理，其中搭接率为30％左右，冲击2-4遍。

7.按权利要求1所述的基于激光诱导冲击波金属表面纳米粉末渗透方法，其特征在于：基体材料在加工表面覆盖吸收层之前，基体材料的吸收层需要前处理，基体材料前处理为：基体金属进行机械抛光，然后用75％的酒精清洗表面，烘干。

8.按权利要求1所述的基于激光诱导冲击波金属表面纳米粉末渗透方法，其特征在于基体金属材料后处理包括：

去除靶材金属表面黏贴的吸收层(表面涂覆纳米颗粒)；

将经冲击延寿处理后的基体金属放入装有温度为20±2℃、酒精浓度为75％的超声清洗机中，超声频率为35-55kHz，清洗10-15min；

利用去离子水冲洗，最后用100℃的干燥箱烘干5min。

9.按权利要求1所述的基于激光诱导冲击波金属表面纳米粉末渗透方法，其特征在于：

基材金属表面冲击处理使用的激光能量为基材金属表面冲击预处理使用的激光能量的二倍，脉宽为预处理的一半，即能量密度提高4倍。