CN102319985A - 抱钳工作面粗化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抱钳工作面粗化工艺，首先打磨清理抱钳工作面；然后用激光束聚焦照射到抱钳工作面扫描，形成若干熔池，辅以惰性气体侧吹熔池中的熔融物，使熔融物堆积到熔池边缘；最后将激光束移开工作面使工作面自然冷却。抱钳工作面激光粗化处理后的工件表面硬度高，通常可比常规淬火高20％，可获得极细的硬化层组织，增加了抱钳的耐磨性能，提高了抱钳使用寿命，使用寿命由原来的600T/付提高到1000T/付。抱钳工作面激光粗化后表面微坑形貌均匀、排列规则、形貌可以预控、重复性好，提高了摩擦力的分布均匀性。在满足拉拔力需求条件下，降低了拉制铜管表面的粗糙度。
Description
技术领域
本发明涉及表面粗化工艺。
背景技术
现有技术中抱钳工作面粗化工艺为：表面喷石英砂，利用高速砂流的冲击作用粗化工作面。喷砂是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料(石英砂)高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的粗糙度。但是其存在较多的缺点，首先是喷砂粗糙度影响因素较多包括：石英砂的成分、外观颗粒、粒度大小、被加工件表面的机械性能。喷砂粗化后产生的细微的凹凸面磨损较快，使用寿命短。其次是喷砂工艺前处理阶段需要进行打磨抛光和酸洗，喷砂工艺前处理质量好坏直接影响喷砂粗化后的使用效果，处理不好易造成抱钳使用时打滑，使用寿命短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种抱钳工作面粗化工艺，粗化效果好，使用寿命长。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：抱钳工作面粗化工艺，其特征在于：首先打磨清理抱钳工作面；然后用激光束聚焦照射到抱钳工作面扫描，形成若干熔池，辅以惰性气体侧吹熔池中的熔融物，使熔融物堆积到熔池边缘；最后将激光束移开工作面使工作面自然冷却。
优选的，所述激光束的功率为500～1200W。
优选的，所述激光束光斑的形状为矩形或圆形。
优选的，所述激光束的扫描速度为15～25mm/s。
本发明使用激光粗化抱钳工作面的优点主要表现在以下四个方面：
1、抱钳工作面激光粗化处理后的工件表面硬度高，通常可比常规淬火高20％，可获得极细的硬化层组织，增加了抱钳的耐磨性能，提高了抱钳使用寿命，使用寿命由原来的600T/付提高到1000T/付。
2、抱钳工作面激光粗化后表面微坑形貌均匀、排列规则、形貌可以预控、重复性好，提高了摩擦力的分布均匀性。在满足拉拔力需求条件下，降低了拉制铜管表面的粗糙度。
3、抱钳工作面激光粗化后表面粗糙度具有良好可控性，可针对同一工作面不同部位采取不同粗糙度满足工艺需求。针对不同产品例如：紫铜管和白铜管，采用不同粗糙度工作面。
4、抱钳工作面激光粗化高速加热、高速自冷，热影响区小，淬火应力小，几乎不产生变形。相变硬化可使表面产生大于4000Mpa的压应力，有助于提高抱钳的疲劳强度。
5、激光能对表面已经损伤或出现裂纹、崩塌的抱钳工作进行激光熔覆修复，使其重新得以利用。有利于降低成本，降低资源和能源消耗。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明，首先打磨清理抱钳工作面；然后用激光束聚焦照射到抱钳工作面扫描，形成若干熔池，辅以惰性气体侧吹熔池中的熔融物，使熔融物堆积到熔池边缘；最后将激光束移开工作面使工作面自然冷却。所述激光束的功率为500～1200W。所述激光束光斑的形状为矩形或圆形。所述激光束的扫描速度为15～25mm/s。
激光粗化原理为：用高能量密度、高重复频率激光束聚焦照射到抱钳工作面(材料：GCr15)，形成若干微小熔池，辅以一定成份和压力的气体沿一定角度侧吹熔池中的熔融物，使其按一定要求堆积到熔池边缘，当光脉冲移开工作点后，凹坑熔融物通过抱钳自身热传导作用迅速冷却，形成具有一定形貌的表面硬化的凹坑和坑边凸台结构，达到粗化效果。
其中侧吹气体吹扫角度和气压，不同的扫描参数(激光束的功率及激光束的扫描速度)形成不同的凹坑和不同的表面硬化组织层(硬度、厚度)满足不同的使用需求。
惰性气体可以为氦、氖、氩、氪、氙和氡，吹扫角度根据需要选择，大于0度小于90度，角度越大，吹出的凹坑越深，而气压越大，表面硬化组织层越硬。
Claims (4)
1.抱钳工作面粗化工艺，其特征在于：首先打磨清理抱钳工作面；然后用激光束聚焦照射到抱钳工作面扫描，形成若干熔池，辅以惰性气体侧吹熔池中的熔融物，使熔融物堆积到熔池边缘；最后将激光束移开工作面使工作面自然冷却。
2.根据权利要求1所述的抱钳工作面粗化工艺，其特征在于：所述激光束的功率为500～1200W。
3.根据权利要求1所述的抱钳工作面粗化工艺，其特征在于：所述激光束光斑的形状为矩形或圆形。
4.根据权利要求1所述的抱钳工作面粗化工艺，其特征在于：所述激光束的扫描速度为15～25mm/s。
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| CN115302763A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-11-08 | 西京学院 | 一种基于激光毛化技术的fdm型3d打印系统及方法 |
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