[发明专利]一种山地自行车碗组的耐疲劳表面处理工艺

说明书

本发明属于自行车零部件制造技术领域，具体涉及一种山地自行车碗组的耐疲劳表面处理工艺。步骤一：去除碗组表面的氧化层和油污；步骤二：将碗组、研磨球、研磨粉加入到球磨机中球磨；所述研磨粉中含有超细镍粉和三聚氰胺粉末；步骤三：取出碗组并清理表面浮渣，然后将碗组置于密闭腔室中，调节密闭腔室内的气氛为惰性气氛，然后使用激光扫描碗组表面；步骤四：待碗组冷却后，将碗组取出并将碗组表面打磨平整。本发明提供的山地自行车碗组的耐疲劳表面处理工艺，采用机械涂抹与激光辐照的方式在碗组基材表面形成牢固结合的硬化层，从而抑制碗组的磨损和失效。此外，该表面处理工艺还具有步骤简单且便于自动化操作等优势。

技术领域

本发明属于自行车零部件制造技术领域，具体涉及一种山地自行车碗组的耐疲劳表面处理工艺。

背景技术

碗组是自行车车架和前叉连接的媒介，其主要功能是确保自行车车架和前叉旋转连接的同时在径向和轴向对前叉进行限位。因此，碗组表面需要长期承受较大的载荷和摩擦，这对碗组的设计和制造带来了极大的挑战。尤其是山地自行车，其碗组在长期使用过程中受到频繁的冲击和颠簸，碗组表层的磨损和剥落经长期积累造成碗组失效，甚至威胁行车安全。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种山地自行车碗组的耐疲劳表面处理工艺。

本发明提供的山地自行车碗组的耐疲劳表面处理工艺包括以下步骤：

步骤一：去除碗组表面的氧化层和油污；

步骤二：将碗组、研磨球、研磨粉加入到球磨机中球磨；所述研磨粉中含有超细镍粉和三聚氰胺粉末；

步骤三：取出碗组并清理表面浮渣，然后将碗组置于密闭腔室中，调节密闭腔室内的气氛为惰性气氛，然后使用激光扫描碗组表面；

步骤四：待碗组冷却后，将碗组取出并将碗组表面打磨平整。

本发明提供的上述山地自行车碗组的耐疲劳表面处理工艺，旨在使碗组表面形成与基材融合连接的硬化层，从而抑制碗组在使用过程中受到破坏，维持碗组的功能。本发明提供的表面处理工艺首先去除碗组表面的氧化层和油污，暴露出碗组的基材；然后通过球磨的方式使碗组基材表面与超细镍粉和三聚氰胺粉末相互摩擦，在碗组基材表面机械涂抹形成镍和三聚氰胺的复合层；然后采用激光扫描，使基材表层的镍原子高温剧烈运动，使基材表层的三聚氰胺瞬间分解形成含碳的离子碎片和含氮的离子碎片，同时使基材表层高温熔融，在剧烈热运动作用下镍、碳、氮原子向基材表层渗透，在表层形成高碳高氮高镍的元素分布状态，随着激光光斑的离开，基材表层快速冷却，形成与基材体相牢固融合的致密硬化层；上述步骤形成的硬化层表面粗糙，经过后续打磨处理，即可得到表面光滑致密且高硬度的碗组。

进一步地，步骤二中，研磨粉还包括纳米二氧化硅粉末和水。纳米二氧化硅粉末硬度高，在研磨过程中作为摩擦剂，在碗组基材表面形成摩擦痕，从而提高机械涂抹超细镍粉和三聚氰胺粉末的效率。球磨过程中，研磨粉的湿度必须控制在合适范围内，研磨粉中含有少量极性的水分子，有利于研磨粉末与基材的充分接触和附着，从而促进镍粉和三聚氰胺在研磨球的挤压和摩擦作用下在碗组基材表面形成机械涂抹效应；但如果研磨粉的含水量过高，水分子与水分子之间的接触和结合逐渐增加，水的润滑作用逐渐形成，削弱了研磨粉在碗组基材表面的摩擦，不利于形成机械涂抹效应。优选地，研磨粉按质量计包括以下组分：

纳米二氧化硅粉末 100份

超细镍粉 80-100份

三聚氰胺粉末 60-85份

水调节研磨粉湿度使研磨粉中含水率为6-9％。

进一步地，步骤三中，激光扫描操作优选连续扫描，设置激光功率密度为320-450W/cm²，控制光斑移动速度使激光光斑路径中线上任意一处都受到不间断照射6-9s。