[发明专利]一种基于金属激光烧结设备的激光多道搭接全面淬火方法

说明书

一种基于金属激光烧结设备的激光多道搭接全面淬火方法，包括以下步骤：(1)分析待淬火件几何构造，确定其需要淬火区域，建立淬火件CAD三维模型，标记其淬火选区。(2)在多金属激光烧结设备的计算机辅助系统中导入建立的CAD三维模型，设定其淬火选区区域。在多金属激光烧结设备工作装置中安置淬火工件。(3)启动气体保护装置，进行抽真空和通入气体保护气，设定适宜的淬火件的激光扫描工艺参数及其六次多道搭接全面淬火扫描路径。(4)进行六次不同角度激光淬火扫描，实现360°多道搭接覆盖全面的淬火工艺。(5)关闭工作装置，取出淬火工件，观察和检测其淬火后各项性能，这一过程如图1所示。

技术领域

本发明属于金属材料的热处理加工领域，尤其涉及一种基于激光烧结设备的金属材料激光多道搭接全面淬火工艺方法。

背景技术

近年来，随着工业发展日益崛起，对于金属材料的性能要求也愈来愈高，显而易见的是，磨损和腐蚀依旧是机械、汽车、飞机等主流工业器件的两大主要破坏形式，并且由此破坏直接造成的经济损失令人惊措，我国曾展开的相关科学普查表明，摩擦磨损造成的经济损失可达人民生产总值的1.8％，而且在1983年所列举的一项报告中，我国工业各大行业中由腐蚀造成的损失至少为400亿元人民币。腐蚀和磨损带来巨大损失的同时，也引起了人们愈发广泛的关注。

众所周知，腐蚀和磨损均是发生于材料表面的材料破坏流失过程，其主要失效形式多数萌发于材料表面，因此，采用适宜恰当的表面防护措施以延缓和控制材料表面的腐蚀和磨损，成为解决上述问题的根本途径与方法。

多年来，我国金属材料的保护机制主要以工艺繁杂，发展趋于成熟的热处理技术为主，热处理过程中通过温度变化、渗碳渗氮等措施，使得金属材料组织生长发生变化，以获得更高更强的力学性能以及其他机械性能，来满足工件服役需求。对于金属材料获得更加优异的机械性能的热处理技术长期以来一直以淬火为主。这主要是因为我国钢铁材料储量丰富，并且具有优良的机械、力学性能和性价比，广泛应用于工业生产领域。工业用钢是金属材料中应用最为广泛、消耗数量最大的金属材料，钢材中的碳素钢，价格低廉，便于冶炼，易于加工，且含碳量的不同加之相应的热处理淬火工艺，容易满足生产上的需求。

但是，近年来，随着工业的飞速发展，对于钢材性能条件的需求也愈发苛刻，比如许多汽车零部件通过传统渗碳淬火热处理工艺处理以后，在服役过程中仍旧遭遇较为严重的磨损和腐蚀，引发生产厂商和消费者担忧。

这时候，许多表面强化技术应运而生，比如钢材在传统热处理过程中通过喷丸强化来消除残余应力，又如近年来稀土催渗工艺在钢材热处理过程中的广泛发展，除此之外，渗碳、渗氮、火焰淬火、高中频感应淬火、热喷涂、气相沉积、电镀、镀膜技术等也在历经变革不断发展。而在众多新兴的表面强化技术中，随着工业大功率激光器以及计算机辅助设备的实用化，金属材料的激光表面强化和改性技术成为千帆竞技中一道耀眼的风景。

金属材料的激光表面强化和改性，就是利用激光的高能量密度特性在材料表面施行淬火、熔覆、合金化等方法，这其中低成本、高性价比的激光淬火工艺又成为激光加工研究的前沿领域之一。