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本发明公开了一种激光回火淬火方法;解决现有技术中存在的因为热处理不到位或者自身基体本身密度或硬度存在差异的原因,在热处理后,仍然出现淬火表面硬度极其不均匀的技术问题;包括加工前准备、一次扫描激光回火、自然冷却、二次扫描激光淬火以及检测等步骤,其具体原理为:采用气体辅助,两次不等速扫描,来达到待淬火零件强化的目的;两次扫描速度不一致,第一次扫描速度较快,第二次扫描速度较慢,且整个过程中功率保持一致,气体流量保持不变,淬火过程中任意时刻气体以固定角度吹向待淬火面激光光斑位置处,来达到淬火面表面硬度均匀的目的。
The invention discloses a laser tempering quenching method Solve the technical problem that the hardness of the quenching surface is still extremely uneven after heat treatment due to inadequate heat treatment or differences in the density or hardness of the matrix itself in the existing technology; the method comprises the steps of preparation before processing, primary scanning laser tempering, natural cooling, secondary scanning laser quenching, detection and the like, wherein the specific principle is as follows : the purpose of strengthening the part to be quenched is achieved by adopting gas assistance and two times of unequal-speed scanning; the two scanning speeds are inconsistent, the first scanning speed is faster, the second scanning speed is slower, the power is consistent during the whole process, the gas flow rate remains unchanged, and the gas is blown to the laser spot position of the surface to be quenched at a fixed angle at any time during the quenching process to achieve the purpose of uniform surface hardness of the quenched surface.
| 技术功效句 | 激光功率密度高; 进而大大提高了待淬火零件的性能; 提高了零件激光淬火后的硬度及深度均匀性; 故零件的热影响和变形都非常小; 不仅提高了产品的硬度、耐磨性、抗疲劳等性能; 不仅降低了工件经过激光淬火后表面硬度不均匀的现象的概率; 实现了在硬度或密度呈不规则分布的产品表面得到有效且均匀的硬化层的热处理方式的应用; 并且解决了激光淬火后的表面硬度不均匀的问题; 并且激光可方便地处理深孔、内孔、盲孔和凹槽等局部区域 |
| 技术功效短语 | 功率密度高; 提高零件性能; 提高硬度; 变形小; 耐磨性; 降低现象概率; 提高深度均匀性; 实现硬度得到; 提高产品硬度; 解决不均匀问题; 均匀; 抗疲劳; 孔区域方便处理 |
| 技术功效1级 | 密度; 零件; 硬度; 变形; 耐磨性; 概率; 均匀性; 疲劳度; 便利性 |
| 技术功效2级 | 密度提高; 零件提高; 硬度提高; 变形降低; 耐磨性提高; 概率降低; 均匀性提高; 硬度; 疲劳度避免; 便利性提高 |
| 技术功效3级 | 功率密度提高; 性能零件提高; 硬度提高; 变形降低; 耐磨性提高; 现象概率降低; 深度均匀性提高; 实现硬度; 产品硬度提高; 问题均匀性提高; 均匀性提高; 疲劳度避免; 孔区域处理便利性提高 |
| 技术功效TRIZ参数 | 14-强度;12-形状;30-作用于物体的有害因素;29-制造精度;33-操作流程的方便性; |
| 主分类号 |
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| IPC分类号 | |
| CPC分类号 |
| 国民经济行业分类 | 制造业 |
| 国民经济行业(主) | 制造业 |
| 新兴产业分类 | 先进钢铁材料 |
| 新兴产业(主) | 先进钢铁材料 |
| 知识密集型分类 | 新装备制造业 新材料制造业 环保产业 |
| 学科分类 | 工程 物理科学 |
| 清洁能源产业分类 | 核电产业 风能产业 太阳能产业 生物质能产业 水力发电产业 智能电网产业 其他清洁能源产业 |
| 清洁生产产业分类 | 清洁生产原料制造业 |
| 数字经济核心产业分类 | 数字产品制造业 |
| 代理机构 | 西安智邦专利商标代理有限公司 61211 |
| 代理人 | 赵逸宸 |
| 申请语言 | 汉语 |
| 审查员 | 季柏仁 |
1.一种激光回火淬火方法,其特征在于:
具体包括以下步骤:
步骤1加工前准备;
在零件上确定加工区域以及加工区域的起始位置和终止位置;
步骤2一次扫描激光回火;
2.1设置激光淬火装置的淬火工艺参数:
设置气体输送管与零件加工区域之间的角度、气体输送管出气端最低点与光斑中心点之间的距离、激光器的工作距离、激光器的功率、光斑面积、激光器的扫描速度以及气体输送管内的气体流量;
所述激光器的功率、光斑面积以及扫描速度需满足计算所得线功率密度大于等于5ws/mm3且小于等于8ws/mm3;
所述激光器的扫描速度大于等于8mm/s且小于等于20mm/s;
所述光斑面积大于等于4mm2且小于等于72mm2;
所述气体输送管内的气体流量大于等于5L/min且小于等于30L/min;
2.2激光回火;
开启激光器,使激光器从加工区域的起始位置移动至终止位置,对零件进行一次扫描激光回火;
步骤3自然冷却;
在完成步骤2后,暂停激光器出光,使零件自然冷却2秒以上;
步骤4二次扫描激光淬火;
再次启动激光器,保持步骤2中除激光器扫描速度以外的其他参数不变;使激光器以1/3~3/4步骤2中的扫描速度从加工区域的终止位置移动至起始位置或从起始位置移动至终止位置,对零件进行二次扫描激光淬火,完成后,暂停激光器出光;
步骤5检测;
完成步骤4后,对零件进行检测:
若零件的硬度、硬化层深度、金相组织、硬度分布的均匀性以及硬化层深度的均匀性符合工艺要求,则工作完成;
若零件的硬度、硬化层深度和金相组织其中任一项不符合要求,则返回步骤4并重新调整扫描速度,直至零件的硬度、硬化层深度、金相组织均符合要求;
若零件表面的硬度分布的均匀性、硬化层深度的均匀性其中任一项不符合要求,则返回步骤2,并调整部分淬火工艺参数,直至零件的硬度分布的均匀性、硬化层深度的均匀性符合要求;
所述部分淬火工艺参数包括激光器的扫描速度、激光器功率以及气体流量。
2.根据权利要求1所述的一种激光回火淬火方法,其特征在于:
步骤2中,所述气体输送管与零件之间的角度为大于等于20°且小于等于70°;
所述气体输送管出气端最低点与光斑中心点距离大于3mm且小于3/4激光器的焦距。
3.根据权利要求1‑2任一所述的一种激光回火淬火方法,其特征在于:
步骤2中,所述气体输送管内的气体为干燥的空气、氮气或惰性气体。
4.根据权利要求3所述的一种激光回火淬火方法,其特征在于:
步骤1中,所述零件的加工区域为平面、曲面或槽面。
5.根据权利要求4所述的一种激光回火淬火方法,其特征在于:
步骤1中,所述零件为粉末冶金件或磨具铸件或碳含量大于0.3的钢材。
6.根据权利要求5所述的一种激光回火淬火方法,其特征在于:
步骤2中,所述激光器为波长介于800~1100nm之间的光纤激光器或半导体激光器。
7.根据权利要求6所述的一种激光回火淬火方法,其特征在于:
步骤2中,所述激光器光斑为圆形或矩形。
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