[发明专利]激光仿生锁闭钉扎的修复轨道客车制动盘热裂纹的方法

权利要求书

1.一种激光仿生锁闭钉扎修复制动盘表面热裂纹的方法，其特征在于对于制动盘表面长度大于5mm的拓展裂纹，沿裂纹延伸方向制备多个锁闭钉扎点；对于制动盘表面出现长度小于5mm短裂纹的工作区域，制备由圆环状仿生单元体和条状仿生单元体构成的网状仿生单元体；针对制动盘表面长度大于5mm的拓展裂纹，在裂纹的两尖端制备B类锁闭钉扎点，其表面直径R₃为2-3mm,深度H₃为0.4-0.6mm；在两个B类锁闭钉扎点之间的区域制备A类锁闭钉扎点；在裂纹宽度小于0.4mm的区域制备的A类锁闭钉扎点,其表面直径R₁为0.6-0.8mm，深度H₁为2-4mm,间距D₁为3-5mm；在裂纹宽度大于0.4mm的区域制备的A类锁闭钉扎点,其表面直径R₂为0.8-1.5mm，深度H₂为3-5mm，间距D₂为5-7mm；所述的B类锁闭钉扎点截面为U形，用一次激光熔凝的方法制备，其激光加工能量密度为4.55-6.03J/mm²，激光频率为2.5-3.5HZ，加工2秒；所述的A类锁闭钉扎点截面为深v形，采用3次熔凝附加多次熔覆纯铁粉末的方法制备，直至加工出的钉扎点高于表面0.1毫米；其熔凝阶段激光加工能量密度为8-12J/mm²，激光频率为2.5-3.5Hz，每次加工2秒；其多次熔覆阶段激光加工能量密度为8.05J-14J/mm²，激光频率为2.5-3.5Hz,每次加工3秒。

2.根据权利要求1所述的激光仿生锁闭钉扎修复制动盘表面热裂纹的方法，其特征在于对于制动盘上出现长度小于5mm短裂纹的工作区域，起始圆环状仿生单元体与最大圆环状仿生单元体之间的环带内制备多个同向倾斜的条状仿生单元体，设相邻两条条状仿生单元体的起始点与制动盘圆心连线之间的夹角为A夹角θ1，θ1为9°-18°，设条状仿生单元体与加工起点圆切线的夹角为B夹角θ2，θ2为15°-30°。

3.根据权利要求2所述的激光仿生锁闭钉扎修复制动盘表面热裂纹的方法，其特征在于所述条状仿生单元体的截面为弓形，截面宽高比为0.8-1.05，采用激光熔凝方法制备，其激光加功能量密度为6.63-8.05J/mm²，激光频率为2.5-3.5Hz，扫描速度为1-2.0mm/s。

4.根据权利要求2所述的激光仿生锁闭钉扎修复制动盘表面热裂纹的方法，其特征在于所述环带内圆环状仿生单元体的间距和A夹角θ1根据长度小于5mm短裂纹的数目来选择。

5.根据权利要求4所述的激光仿生锁闭钉扎修复制动盘表面热裂纹的方法，其特征在于在距制动盘边缘50mm的表面画以长度为20mm圆弧线；对于圆弧线穿过区域，当短裂纹数目小于3条时，环带内使用的圆环状仿生单元体的间距D₃为20-30毫米，A夹角θ1为12°-18°；当短裂纹数目大于3条时，环带内使用的圆环状仿生单元体的间距D₃为15-20毫米，A夹角θ1为9°-12°。