[发明专利]一种激光表面强化的方法

说明书

本发明公开了一种激光表面强化的方法，属于激光热处理技术领域，先将待激光强化的工件表面进行粗化暗化处理，然后再进行激光强化，所述粗化暗化处理的过程为先选择砂轮、设定磨削参数、对工件进行粗磨，再将粗磨后的工件表面擦拭干净，然后用工业清洗剂均匀擦拭工件表面，最后将工件表面擦干。本发明的激光表面强化方法设计了粗化暗化处理工艺，粗化暗化处理后的工件表面状态接近，提高了表面粗糙度，降低了表面光亮度，工件表面吸光率高且一致；激光强化后工件表面硬度均一性高，硬度落差在5HRC以内。

技术领域

本发明涉及工件表面强化技术，尤其是一种激光表面强化技术，属于激光热处理技术领域。

背景技术

激光技术自问世以来发展非常迅速，70年代开始用于材料表面强化处理，现已成为高能密束表面强化技术的一种主要手段。当激光束照射到材料表面时，激光被材料吸收变为热能，表层材料受热升温。由于功率集中在一个很小的表面上，在很短时间内把材料加热到高温，使材料发生固体相变、熔化甚至蒸发。当激光束被切断或移开后，材料表面冷速很快，自然冷却就能实现表面强化。根据激光束与材料表面作用的功率密度，作用时间及作用方式的不同，可实现不同类型的激光表面强化。

激光表面强化具有如下特点：聚光功率密度大，加热速度快，加热温度高，基体自然冷却速度高，生产效率高；表面强化层组织细，硬度高，质量好，具有高的强度、耐磨性、耐蚀性；热影响区小，工件变形小；可局部加热；过程易实现自动控制；无污染，劳动条件好等。

随着激光强化技术应用越来越广泛，激光强化技术要求也越来越高，激光强化后硬度的均匀性逐步成为重点，尤其对于高碳高合金工件，激光强化后硬度落差比较大，影响使用效果。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种激光表面强化的方法，提高工件表面的粗糙度及吸光度，提高激光强化后工件表面的硬度均一性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种激光表面强化的方法，先将待激光强化的工件表面进行粗化暗化处理，然后再进行激光强化，所述粗化暗化处理的过程为先选择砂轮、设定磨削参数、对工件进行粗磨，再将粗磨后的工件表面擦拭干净，然后用工业清洗剂均匀擦拭工件表面，最后将工件表面擦干。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述工件的材质为低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢、工具钢、模具钢、半钢、铸铁、铝合金、镍合金中的任一种。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述砂轮为白刚玉树脂结合剂、60粒度、硬度为L级的砂轮。

本发明技术方案的进一步改进在于所述磨削参数具体为：工件转速为10～20r/min，砂轮转速为25～40m/s、行程为600～1200mm/min、吃刀深度为0.01～0.05mm/道次。

本发明技术方案的进一步改进在于：粗磨后使用工业酒精擦拭工件表面将油污等表面附着物去除。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述工业清洗剂为恩地-150（IS-1000）。

本发明技术方案的进一步改进在于：粗化暗化处理后工件表面的粗糙度为2±0.03，吸光率为80～85％。

本发明技术方案的进一步改进在于：激光强化后工件表面的硬度落差小于5HRC。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明的激光表面强化方法设计了粗化暗化处理工艺，粗化暗化处理后的工件表面状态接近，提高了表面粗糙度，降低了表面光亮度，工件表面吸光率高且一致；激光强化后工件表面硬度均一性高，硬度落差在5HRC以内。