[发明专利]用于提高刀具表面的耐磨性与尺寸精度的激光复合工艺

说明书

本发明涉及一种用于提高刀具表面的耐磨性与尺寸精度的激光复合工艺，它包括下述步骤：采用激光束快速扫描刀具零件表面需要提高硬度和耐磨性的部位，依靠零件基体自冷；步骤2、将步骤1中得到的刀具零件放入密封的深冷处理机中，利用液氮或液氦进行深冷或超深冷处理，处理时间为0.2‑2h，之后取出升至室温；步骤3、将步骤2中得到的零件表面抛光或精磨，去除表面氧化皮或微变形；本发明可以使得刀具表面硬度相对整体淬火等传统技术而得到的刀具表面硬度提高6%‑10%，耐磨性提高非常明显，也比单纯激光表面淬火而得到的刀具表面硬度提高5%左右，而且使得刀具表面残余奥氏体含量很低，使得刀具在工作及存放过程中不会降低尺寸精度。

技术领域

本发明涉及金属材料热处理领域，尤其涉及一种用于提高刀具表面的耐磨性与尺寸精度的激光复合工艺。

背景技术

刀具是一种广泛应用于生产的工具，刀具的发展水平代表着一个国家工业的发达程度，很多刀具表面要求有高的硬度﹑耐磨性和尺寸精度，因此提高刀具表面的相关性能和尺寸精度对于提高产品的竞争力具有重要意义；提高刀具表面性能的传统方法有：整体淬火和高频表面淬火等，这些方法存在硬度和耐磨性不够﹑残余奥氏体含量高影响零件尺寸稳定性﹑热变形大和加工余量大等缺陷。

激光表面淬火是一种较新型表面处理技术，是以高能量激光束快速扫描工件，使被照射的金属或合金表面温度以极快速度升到高于相变点而低于熔化温度，当激光束离开被照射部位时，由于热传导的作用，处于冷态的基体使其迅速冷却而进行自冷淬火，进而实现工件的表面相变硬化；该技术存在如下不足：（1）相对传统的整体淬火和火焰表面淬火等工艺，硬度仅提高5%左右，耐磨性提高有限；（2）尺寸精度不够高；由于冷却速度快，基本无碳化物析出，使奥氏体中碳含量相对较高，使Ms点相对降低，激光表面淬火后的工件表面残余奥氏体相对传统淬火后的工件表面残余奥氏体含量更多，这对于通常碳和合金元素含量更高的工模具钢而言尤为明显，因残余奥氏体不稳定，当受到外力作用或环境温度改变时，容易转变为马氏体，而奥氏体与马氏体的比容不一样，将造成材料的不规则膨胀，降低了工件尺寸精度，降低了该技术作为高端表面处理技术的优越性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于提高刀具表面的耐磨性与尺寸精度的激光复合工艺，可以使得刀具表面硬度相对整体淬火等传统技术而得到的刀具表面硬度提高6%-10%，耐磨性提高非常明显，也比单纯激光表面淬火而得到的刀具表面硬度提高5%左右，耐磨性也有一定提高，而且使得刀具表面残余奥氏体含量很低，使得刀具在工作及存放过程中不会降低尺寸精度。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于提高刀具表面的耐磨性与尺寸精度的激光复合工艺，其特征在于，它包括下述步骤：

步骤1、采用激光束快速扫描刀具零件表面需要提高硬度和耐磨性的部位，依靠零件基体自冷；

步骤2、将步骤1中得到的刀具零件放入密封的深冷处理机中，利用液氮或液氦进行深冷或超深冷处理，处理时间为0.2-2h，之后取出升至室温；

步骤3、将步骤2中得到的零件表面抛光或精磨，去除表面氧化皮或微变形。

本发明的有益效果为：