[发明专利]金属材料表面构筑粗晶-细晶梯度结构的方法及梯度结构

摘要

本发明公开了一种金属材料表面构筑晶粒尺寸梯度结构的方法，其包括以下步骤：对金属材料进行前处理获得冷轧组织或者细晶组织，然后对冷轧板或细晶板进行去油污，表面打磨抛光等处理，以及增加冷轧板表面激光吸收效率的毛化、黑化处理；采用连续激光器，设置合理参数对冷轧板表面激光热处理，获得金属材料表面形成粗晶‑细晶的梯度结构。该加工方法得到的梯度结构材料具有表面晶粒尺寸大、芯部晶粒尺寸小且无明显界面层的优点，该粗晶‑细晶结构使得金属材料表面的梯度结构厚度比现有技术中的大，且该梯度结构表面的粗糙度不会因该表面加工处理过而发生变化。

主权项

1.一种金属材料表面构筑晶粒尺寸梯度结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选取具备以下条件的金属材料：金属材料在受热条件下不发生相变，仅在受热后发生再结晶及晶粒长大行为，(2)利用金相显微镜分析由步骤(1)选取的金属材料的微观组织，观察其微观组织是以下哪种组织结构：a.金属材料为粗晶组织，b.金属材料为冷轧组织，c.金属材料为细晶组织；(3)金属材料为a类时，首先将金属材料进行前处理获得冷轧组织或者细晶组织，所述前处理过程是通过冷轧或冷轧结合热处理获得冷轧组织，冷轧下压率＞50％，冷轧板或细晶板的厚度＞1mm；(4)将上述冷轧组织状态或者细晶组织状态的金属材料，先进行金属材料表面抛光或打磨处理，然后进行表面清洗，去除油污，该处的冷轧组织状态或者细晶组织状态的金属材料包括上述b类、c类以及经过前处理后的a类金属材料，(5)将经过步骤(4)清洗去污的金属材料进行表面预处理，对表面光滑的金属材料表面进行毛化或黑化处理以增加激光吸收效率，达到激光吸收率＞40％，(6)使用连续激光器，设置激光光斑尺寸为3～5mm、搭接率为30％～50％、扫描速率为1mm/s～20mm/s、激光功率为500w～2000w，然后对经过步骤(5)的金属材料进行单侧或双侧激光表面热处理获得金属材料表面形成粗晶‑细晶的梯度结构。