[发明专利]用于快速扩散的表面层及其生产方法

权利要求书

1.一种方法，其包括：

激光冲击强化工作部件的摩擦工作面；和

对所述摩擦工作面施加铁素体氮碳共渗工艺，从而加速碳原子和氮原子扩散到所述摩擦工作面中。

2.根据权利要求1的方法，其中激光冲击强化工艺改善所述摩擦工作面的微观结构，从而形成深度为约5-约500μm的纳米晶层。

3.根据权利要求1的方法，其中激光冲击强化工艺改善所述摩擦工作面的微观结构，从而形成深度小于或等于约500μm的非晶层。

4.根据权利要求1的方法，其中激光冲击强化工艺使用具有约0.5GW/cm²-约5GW/cm²的功率的高功率密度激光仪。

5.根据权利要求1的方法，其中所述铁素体氮碳共渗工艺包括在约555℃-约585℃下约2-6小时的炉处理。

6.根据权利要求1的方法，其中所述铁素体氮碳共渗工艺包括在约570℃-580℃下约2-4小时的炉处理。

7.根据权利要求1的方法，其中激光冲击强化工艺包括约3焦耳的脉冲能量、约20纳秒的脉冲持续时间和约3mm的激光束直径。

8.根据权利要求1的方法，其还包括在激光冲击强化所述摩擦工作面之前，在约610℃下对所述工作部件施加应力消除处理约2-4小时。

9.根据权利要求1的方法，其还包括在激光冲击强化所述摩擦工作面之前，对所述摩擦工作面进行机械加工。

10.一种方法，其包括：

对工作部件的摩擦工作面进行机械加工；

激光冲击强化所述摩擦工作面；和

对所述摩擦工作面施加铁素体氮碳共渗工艺，从而加速碳原子和氮原子扩散到所述摩擦工作面中。

11.根据权利要求10的方法，其中所述铁素体氮碳共渗工艺包括在约455℃-约495℃下约8-约12小时的炉处理。

12.根据权利要求1的方法，其中激光冲击强化工艺改善所述摩擦工作面的微观结构，从而形成深度为约5-约500μm的纳米晶层。

13.根据权利要求1的方法，其中激光冲击强化工艺改善所述摩擦工作面的微观结构，从而形成非晶层。

14.根据权利要求1的方法，其中激光冲击强化工艺使用具有约0.5GW/cm²-约5GW/cm²的功率的高功率密度激光仪。

15.根据权利要求1的方法，其中激光冲击强化工艺包括约3焦耳的脉冲能量、约20纳秒的脉冲持续时间和约3mm的激光束直径。

16.根据权利要求1的方法，其还包括在激光冲击强化所述摩擦工作面之前，在约610℃下对所述工作部件施加应力消除处理大于或等于约3小时。

17.一种方法，其包括：

在约610℃下对工作部件施加应力消除处理3小时；

对工作部件的摩擦工作面进行机械加工；

使用包括约3焦耳的脉冲能量、约20纳秒的脉冲持续时间和约3mm的激光束直径的具有约1GW/cm²的功率的高功率密度激光仪来激光冲击强化所述摩擦工作面；和

对所述摩擦工作面施加铁素体氮碳共渗工艺，从而加速碳原子和氮原子扩散到所述摩擦工作面中。

18.根据权利要求17的方法，其中所述铁素体氮碳共渗工艺包括在约555℃-约585℃下约1-约3小时的炉处理。

19.根据权利要求17的方法，其中所述铁素体氮碳共渗工艺包括在约465℃-约495℃下约8-约12小时的炉处理。

20.一种方法，其包括：

对工作部件的摩擦工作面进行机械加工；

使用包括约3焦耳的脉冲能量、约20纳秒的脉冲持续时间和约3mm的激光束直径的具有大于或等于约1GW/cm²的功率的高功率密度激光仪来激光冲击强化所述摩擦工作面；和

在约465℃-约495℃下对所述摩擦工作面施加铁素体氮碳共渗工艺约8-约12小时，从而加速碳原子和氮原子扩散到所述摩擦工作面中。