[發明專利]一種評估激光噴丸強化效果的方法

有效

• 申請號: 201610003175.7
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105651957B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 張永康;劉新祥;戴峰澤;羅紅平
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖;梁華行

1.一種評估激光噴丸強化效果的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據材料的應用場合及其使用要求，確定材料所需的殘余壓應力層深度的范圍；

S2、從待處理金屬材料上取樣，將該樣品的待處理表面進行手工打磨并拋光，保證試樣待處理表面的平面度低于0.1微米，制成激光噴丸強化試樣；

S3、采用高功率密度納秒脈沖激光，以激光脈寬PW、激光功率密度P、激光光斑直徑φ、約束層厚度Tc、吸收層厚度Ta對試樣的待處理表面進行激光噴丸強化處理；

S4、去除約束層，保證激光噴丸強化處理后形成的微凹坑表面不被劃傷，并在丙酮溶液中進行超聲清洗，測量出凹坑深度d；

S5、使用凹坑深度d，使用測算值或經驗值作為系數ε和補償值c，根據經驗公式Lp= ε*d+c計算獲得殘余壓應力層的深度Lp，其中ε和c為常數，不同種類的金屬ε和c也不同，d為凹坑深度，評估激光噴丸強化該種金屬材料的效果，若Lp不在最佳強化效果范圍內，則修改激光噴丸強化參數，重復S2至S4，直至Lp在最佳強化效果范圍內；

在步驟S4后設置步驟S4.1、對試樣進行逐層電解腐蝕，并采用X射線衍射儀測量凹坑中心位置的殘余應力狀態，獲得殘余壓應力層深度Lp；S4.2、重復S2至S4及S4.1，根據殘余壓應力層深度的經驗公式Lp= ε*d+c，計算出系數ε和補償值c的數值作為測算值，并記錄入庫作為經驗值；

取樣尺寸為10mm×10mm×10mm立方體；

所述高功率密度脈沖激光的功率密度P為10⁹W/cm²~10¹⁰W/cm²，脈沖寬度PW為5~30ns；所述高功率密度脈沖激光聚焦后的光斑直徑φ大于2mm。

所述的約束層為流動的去離子水膜，其厚度Tc為1~2mm。

2.根據權利要求1所述的評估激光噴丸強化效果的方法，其特征在于：所述的吸收層為黑漆、聚酯黑膠帶或者鋁鋁箔，其厚度Ta為80~150μm。