一种导轨激光淬火方法-挂牌专利-西安知识产权运营服务平台

一种导轨激光淬火方法 授权有效中;

专利(申请)号： CN202210501733.8
专利类型：发明;
主分类： C化学、冶金;
产业领域：增材制造
专利来源：企业;
申请日： 2022-05-09
原始申请人：西安必盛激光科技有限公司
当前专利权人：西安必盛激光科技有限公司
交易方式：转让; 许可;
其他交易方式：
参考价格（元）：￥面议
联系方式：何欣-029-81161015

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专利详情

本发明涉及一种导轨激光淬火方法。解决现有技术中存在的导轨采用传统的感应淬火、电阻加热淬火和火焰加热淬等热处理方法，存在淬火后会产生的开裂和硬度不均匀现象难以控制、以及淬火后热变形严重的技术问题。该方法采用气体辅助，冷却辅助以及双面等速扫描，来达到强化导轨的目的。双面扫描速度一致，且整个过程中功率保持不变，气体流量保持一致，淬火过程中任意时刻气体以固定角度吹向待淬火面的激光光斑位置处，淬火过程中任意时刻淬火光斑B1始终保持沿轴向领先淬火光斑A1一个淬火光斑B1的宽度来防止淬火后产生开裂、防止变形和硬度不均匀现象。

【英文摘要】

The invention relates to a laser quenching method for a guide rail The invention solves the technical problems that the traditional heat treatment methods such as induction quenching, resistance heating quenching, flame heating quenching and the like adopted by the guide rail in the prior art are difficult to control the phenomena of cracking and non-uniform hardness after quenching, and serious thermal deformation after quenching This method uses gas assistance, cooling assistance and double-sided constant speed scanning to achieve the purpose of strengthening the guide rail The scanning speed of both sides is consistent. And the power remains unchanged during the entire process The gas flow rate is kept consistent, 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, and the quenching spot B1 always keeps the width of the quenching spot B1 along the axial direction ahead of the quenching spot A1 at any time during the quenching process to prevent cracking, deformation and uneven hardness after quenching.

技术摘要（来自于incoPat

【用途】

交通运输	其它交通运输类	导轨
方法过程	其它方法过程	激光淬火方法
机械设备	机械部件	相关部件
机械设备	机床	机床

【技术功效】

技术功效句	适用于热处理加工易变形的细长导轨; 故待淬火导轨的热影响和变形都非常小; 可以降低细长导轨在热处理时的变形量; 保证待淬火面A一次淬火覆盖; 同时又提供了降低变形所需的热量输入; 显著提高了淬火硬度与均匀性; 进而大大提高了淬火导轨面的性能; 工艺可靠稳定; 并且极大的降低了淬火后的变形量; 激光功率密度高; 优点在于在不影响A面淬火硬度的同时保证了将淬火后的变形降至最低
技术功效短语	适用处理细长导轨; 故待小; 降低时变形量; 保证次淬火覆盖; 降低变形; 提高淬火均匀性; 提高淬火导轨面性能; 提高淬火硬度; 工艺可靠; 降低变形量; 功率密度高; 保证变形降至; 工艺稳定
技术功效1级	适合性; 故待; 变形; 覆盖; 均匀性; 导轨面; 硬度; 可靠性; 密度; 稳定性
技术功效2级	适合性提高; 故待降低; 变形降低; 覆盖保持; 均匀性提高; 导轨面提高; 硬度提高; 可靠性提高; 密度提高; 变形保持; 稳定性提高
技术功效3级	处理细长导轨适合性提高; 故待降低; 变形降低; 淬火覆盖保持; 淬火均匀性提高; 淬火性能导轨面提高; 淬火硬度提高; 工艺可靠性提高; 功率密度提高; 降变形保持; 工艺稳定性提高
技术功效TRIZ参数	35-适应性、通用性;12-形状;29-制造精度;14-强度;27-可靠性;13-稳定性;

分类号

【技术分类】

主分类号	C21D1/09; C 化学;冶金 C21D 改变铁类金属的物理结构;铁或非铁金属或合金热处理的通用装置;使金属具有延展性，例如通过脱碳或回火（通过扩散工艺渗碳SC23C;金属材料的表面处理，包括至少一种在SC23类中规定的方法和至少一种在SC23F17/00小类中包括的方法;共晶材料的单向凝固或共晶材料的单向分层SC30b) C21D1/06 表面硬化 [20060101] *C21D1/09 直接应用电能或波浪能;用粒子辐射 [20060101] C21D1/00 热处理的一般方法或装置，例如退火、硬化、淬火或回火 [20060101] C21 铁的冶金
IPC分类号	C21D1/09; C21D9/04;
CPC分类号	C21D1/09; C21D9/04; Y02P10/25;

【行业分类】

国民经济行业分类	制造业 C3360; C4330; C4310;
国民经济行业(主)	制造业 C3360; C4330; C4310;
新兴产业分类	先进钢铁材料 3.1;
新兴产业(主)	先进钢铁材料 3.1;
知识密集型分类	环保产业 603;
学科分类	工程物理科学 A010401; A110101; C050102;
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 1.3.3; 2.2.3; 3.3.3; 4.5.2; 5.2.3; 6.4.0; 7.2.3;

其他著录项

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

权利要求

1.一种导轨激光淬火方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1淬火前准备确认导轨的待淬火面A以及待淬火面的相对面B，确定待淬火面A和相对面B淬火的起始位置与终止位置；
将导轨安装到设备上，所述设备具有冷却装置、D1、D2两路激光器、E1、E2两路气体输送管路；
步骤2设置淬火光斑尺寸以及设备参数所述设置淬火光斑尺寸包括：设置淬火光斑A1的长度等于待淬火面A的宽度，设置淬火光斑A1的长度方向与待淬火面A的宽度方向保持一致；设置淬火光斑A1的宽度；设置淬火光斑B1的长度等于相对面B的宽度，设置淬火光斑B1的长度方向与相对面B的宽度方向保持一致；设置淬火光斑B1的宽度等于1.5～2倍的淬火光斑A1的宽度；
所述设备参数是指通过设置设备参数，使淬火光斑A1的线功率密度大于等于4WS/mm3且小于等于15WS/mm3，以及淬火光斑B1的线功率密度为0.5～0.7倍的淬火光斑A1的线功率密度；
步骤3淬火3.1完成步骤2后，开启设备；
3.2淬火光斑B1首先开始从相对面B的起始位置向终止位置移动，待淬火光斑B1移动了一个淬火光斑B1的宽度之后，淬火光斑A1开始从待淬火面A的起始位置向终止位置移动；
3.3待淬火光斑B1、淬火光斑A1移动至终止位置时，关闭设备除冷却装置外的其他功能；
步骤4冷却；
继续对导轨进行冷却，直至导轨完全冷却；
步骤5检测对加工后的导轨进行硬度和变形量检测，若硬度和变形量都符合要求，则工作完成；反之，则返回步骤2，并调整设备参数，直至导轨的硬度和变形量均匀性符合要求；
步骤2中，所述设备参数包括D1、D2两路激光器的工作距离、激光器D1的淬火光斑A1与激光器D2的淬火光斑B1的扫描速度相同，设置激光器D1、D2的功率。

2.根据权利要求1所述的一种导轨激光淬火方法，其特征在于：
步骤2中，所述激光器D1与激光器D2的扫描速度均大于等于5mm/s且小于等于25mm/s。

3.根据权利要求2所述的一种导轨激光淬火方法，其特征在于：
步骤2中，淬火光斑A1的宽度大于等于2mm小于等于5mm。

4.根据权利要求2‑3任一所述的一种导轨激光淬火方法，其特征在于：
步骤2中还包括以下参数的设置：
激光器D1与待淬火面A的夹角为20～90°；
激光器D2与相对面B的夹角为20～90°；
E1气体输送管路与待淬火面A的夹角0～90°，其出气端最低点与激光器D1的光斑中心点距离为1/3～1/2的激光器D1焦距，其气体流量大于等于15L/min且小于等于25L/min；
E2气体输送管路与相对面B的夹角0～90°，其出气端最低点与激光器D2的光斑中心点距离为1/3～1/2的激光器D2焦距，其气体流量大于等于15L/min且小于等于25L/min。

5.根据权利要求4所述的一种导轨激光淬火方法，其特征在于:
步骤1中E1、E2两路气体输送管中的气体为干燥的空气、氮气或惰性气体。

6.根据权利要求5所述的一种导轨激光淬火方法，其特征在于：
所述导轨为含碳量大于0.35的钢材，且所述待淬火面A和相对面B均为平面。

7.根据权利要求6所述的一种导轨激光淬火方法，其特征在于：
步骤1中，所述激光器为光斑可调的，波长在800～1100nm之间的光纤激光器或半导体激光器。

8.根据权利要求7所述的一种导轨激光淬火方法，其特征在于：
步骤2中，所述淬火光斑A1、淬火光斑B1为矩形光斑。

9.根据权利要求8所述的一种导轨激光淬火方法，其特征在于：
步骤2中，所述E1气体输送管路与待淬火面A的夹角20～70°，且保证在加工过程中，E1气体输送管路中的气体始终相应的吹向淬火位置处；
所述E2气体输送管路与相对面B的夹角20～70°，且保证在加工过程中，E2气体输送管路中的气体始终吹向相应的淬火位置处。

专利文本

CN114891963B