一種激光淬火處理方法及淬火工件技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種激光淬火處理方法及淬火工件，屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的激光淬火處理方法包括：將經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、發(fā)藍(lán)處理的工件進(jìn)行激光淬火處理，所述激光淬火處理的功率為550-650瓦、激光掃描速度為1.2-1.8m/min、焦距為300mm、離焦量為30-40mm。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的激光淬火處理方法處理過(guò)的工件表面不出現(xiàn)熔凝現(xiàn)象，金屬表面硬度可達(dá)到HV700以上。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)設(shè)及一種激光澤火處理方法及澤火工件，屬于熱處理

技術(shù)介紹
為了提高金屬材料的綜合性能，通常采用熱處理的方式對(duì)材料進(jìn)行加工處理。澤 火是最常用的熱處理方式之一，能夠提高材料的硬度和強(qiáng)度。在機(jī)械制造中許多重要的結(jié) 構(gòu)零件如軸類(lèi)、齒輪等都需要具有非常高的硬度，大多都需要進(jìn)行澤火、回火處理。 但是，上述方法對(duì)工件表面的硬度提升有限。而且在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，金屬零部件 通常需要進(jìn)行局部澤火或者對(duì)零部件的特定部位進(jìn)行澤火，運(yùn)就需要一種能夠?qū)饘倭悴?件進(jìn)行局部加熱澤火的工藝方法，激光硬化（或稱(chēng)激光澤火）就是運(yùn)樣一種方法。與傳統(tǒng) 的金屬表面強(qiáng)化技術(shù)相比，激光硬化可處理零件的特定部位或者采用其他方法難W處理的 部位，而且激光硬化導(dǎo)致的金屬材料變形輕微可控，還具有低碳環(huán)保，生產(chǎn)效率高等一系列 優(yōu)點(diǎn)。 激光硬化分為兩種方式，激光相變硬化和激光烙覆硬化。激光相變硬化是W高能 量的激光束快速掃描，使被照射的金屬或合金表面溫度W極快的速度升高到相變點(diǎn)W上同 時(shí)又低于烙化溫度，運(yùn)時(shí)使激光束離開(kāi)被照射部位，處于冷態(tài)的基體能夠使被照射部位快 速冷卻而進(jìn)行自冷澤火，實(shí)現(xiàn)工件表面的相變硬化。運(yùn)種激光相變硬化得到的工件的表面 硬化層組織較細(xì)，硬度高于常規(guī)澤火。激光烙覆硬化是W較高功率的激光在極端的時(shí)間內(nèi) 與金屬交互作用，使金屬表面局部區(qū)域在瞬間被加熱到烙點(diǎn)W上而烙化，然后在冷態(tài)的基 體的吸熱和傳導(dǎo)作用下，使已烙化的表層金屬快速凝固，使金屬表面獲得極細(xì)或者超細(xì)的 鑄狀組織，表面成分偏析減少，金屬表層的缺陷和微裂紋也可W被烙合，從而使金屬表面的 硬度和耐磨性都得到大幅度的提高。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的激光硬化或者澤火方法所處理材 料表面硬度較小，無(wú)法滿(mǎn)足高硬度工件的性能需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種能夠提高工件表面硬度的激光澤火處理方法。本專(zhuān)利技術(shù) 的目的還在于提供一種采用上述方法處理過(guò)的澤火工件。 為了實(shí)現(xiàn)W上目的，本專(zhuān)利技術(shù)的激光澤火處理方法的技術(shù)方案如下： 一種激光澤火處理方法，包括：將經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、發(fā)藍(lán)處理的工件進(jìn)行激光澤火處理， 所述激光澤火處理的功率為550-650瓦、激光掃描速度為1. 2-1. 8m/min、焦距為300mm、離 焦量為30-40mm。 本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)將調(diào)質(zhì)、發(fā)藍(lán)后的工件進(jìn)行激光澤火處理，能夠充分提高工件表面的 硬度，并通過(guò)合適的激光處理工藝設(shè)置，使工件在激光澤火過(guò)程中表面不出現(xiàn)烙凝，而僅發(fā) 生相變硬化，形成由馬氏體和殘余奧氏體組成的激光相變硬化區(qū)，提高工件表面待處理區(qū) 域的硬度。 本專(zhuān)利技術(shù)的激光澤火處理方法對(duì)35CrMo材料制備的工件具有良好的澤火效果，優(yōu) 選的，所述步驟1)中待處理工件的材質(zhì)為35CrMo。進(jìn)一步優(yōu)選為具有如下化學(xué)成分的 35CrMo材料：C0. 32 ~0. 40%、Si0. 17 ~0. 37%、Mn0. 40 ~0. 70%、化 0. 80 ~1. 10%、 Mo0.15 ~0.25%、S《0.035%、P《0.035%、Cu《0.30%、Ni《0.30%。運(yùn)種材料的 密度為7. 87g/cm3,烙點(diǎn)為1403°C，導(dǎo)熱系數(shù)為44W/(m·°C)，比熱為460J/ (kg/°C)。 所述調(diào)質(zhì)可W使用現(xiàn)有技術(shù)中常用的調(diào)質(zhì)處理方法，也可W采用包括如下步驟 的調(diào)質(zhì)處理方法：將待處理工件加熱到850-870°C，在油中冷卻，再加熱到550-570°C回火 40-180min，回火后出爐冷卻，得到調(diào)制后的工件。所述回火后的冷卻為油中冷卻至室溫。 所述發(fā)藍(lán)可W使用現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)藍(lán)處理方法，也可W采用包括如下步驟的發(fā) 藍(lán)處理方法：將調(diào)質(zhì)后的工件放入發(fā)藍(lán)處理液中，135-145Γ下保溫40-60min，得到經(jīng)過(guò)調(diào) 質(zhì)、發(fā)藍(lán)處理的工件； 所述發(fā)藍(lán)處理液為含氨氧化鋼、亞硝酸鋼、硝酸鋼的水溶液，其中氨氧化鋼的濃度 為13-17mol/l，亞硝酸鋼的濃度為2-4mol/l，硝酸鋼的濃度為0. 4-0. 7mol/L。 為了使進(jìn)行激光澤火處理的工件表面清潔、干凈，所述經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、發(fā)藍(lán)處理的工件 在進(jìn)行激光澤火之前進(jìn)行清理處理，所述清理處理包括如下步驟： 使用堿性或中性脫脂劑進(jìn)行除油，之后使用循環(huán)水清洗，干燥。 為了提高激光澤火處理時(shí)的光電轉(zhuǎn)換效率和光束質(zhì)量并降低能耗，所述激光澤火 處理使用光纖激光器。 為了避免多道掃描造成的金屬表面道間性質(zhì)差異過(guò)大，所述激光澤火處理時(shí)，激 光掃描的方式為單道掃描。 為了保證金屬表面發(fā)生相變硬化且避免金屬發(fā)生烙化，所述激光澤火處理的激光 的功率優(yōu)選為600瓦。 所述激光的波長(zhǎng)不易過(guò)大，W避免金屬表面升溫過(guò)快，激光的波長(zhǎng)也不易過(guò)小，W 避免金屬表面升溫過(guò)慢，一般的所述激光的波長(zhǎng)為1070nm。 所述激光澤火處理后的工件的冷卻方式是自然冷卻。 本專(zhuān)利技術(shù)的澤火工件的技術(shù)方案如下： 一種使用上述激光澤火處理方法處理得到的澤火工件。 本專(zhuān)利技術(shù)的激光澤火處理方法處理過(guò)的材料表面不出現(xiàn)烙凝現(xiàn)象，形成了由馬氏體 和殘余奧氏體組成的激光相變硬化區(qū)，使金屬表面硬度可達(dá)到HV700W上，硬化層厚度最 高可達(dá)650μπιW上，大幅度提高了材料的硬度和強(qiáng)度，提高了材料的耐磨性、耐腐蝕性等 綜合性能。而且本專(zhuān)利技術(shù)的激光澤火處理方法與現(xiàn)有技術(shù)中的澤火工藝相比，達(dá)到相同的強(qiáng) 化效果的能耗降低，使得整體工藝成本大幅度降低，具有良好的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。【具體實(shí)施方式】 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。下面各實(shí)施例中的激光澤火處理方法所處理的待處理工件采用35CrMo材料，該 材料的具體成分如表1所示： 表1 35CrMo材料的化學(xué)成分 35CrMo材料的物理性質(zhì)如表2所示： 表2 35CrMo材料的物理性質(zhì)陽(yáng)0川 實(shí)施例1 本實(shí)施例的激光澤火處理方法包括如下步驟： 陽(yáng)03引 1)調(diào)質(zhì)：將待處理工件加熱到860°C，在油中冷卻至室溫，再加熱到560°C回火，回 火保溫時(shí)間為60min，在油中冷卻至室溫，得到調(diào)質(zhì)后的工件； 2)發(fā)藍(lán)處理：將步驟1)得到的調(diào)質(zhì)后的工件放入發(fā)藍(lán)處理液中，140°C下保溫 50min，得到經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、發(fā)藍(lán)處理的工件； 陽(yáng)035] 所述發(fā)藍(lán)處理液為氨氧化鋼、亞硝酸鋼、硝酸鋼的水溶液，其中氨氧化鋼的濃度為 16mol/l，亞硝酸鋼的濃度為3. 5111〇1/1，硝酸鋼的濃度為0. 5mol/L; 3)清理：將步驟2)得到的經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、發(fā)藍(lán)處理的工件進(jìn)行清理處理：使用堿性脫 脂劑進(jìn)行除油處理，之后使用循環(huán)清水清洗至表面水膜連續(xù)，清洗完當(dāng)前第1頁(yè)1 2 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種激光淬火處理方法，其特征在于，包括：將經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、發(fā)藍(lán)處理的工件進(jìn)行激光淬火處理，所述激光淬火處理的功率為550?650瓦、激光掃描速度為1.2?1.8m/min、焦距為300mm、離焦量為30?40mm。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張丹丹，張紅恩，王安平，陳東風(fēng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：平高集團(tuán)有限公司，國(guó)家電網(wǎng)公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：河南;41