[發明專利]一種環類工件硬度和耐磨性的強化方法及強化裝置

在審

• 申請號: 201711485830.8
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108220580A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 梁鵬;郭計山
• 申請（專利權）人: 中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司
• 主分類號: C21D9/40
• 分類號: C21D9/40;C21D1/09
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

本發明涉及一種環類工件硬度和耐磨性的強化方法及強化裝置，屬于激光熱處理技術領域。所述強化方法包括：固定待加工的環類工件，確定待強化部位；用高功率的激光束快速掃描所述待強化部位的表面；所述待強化部位的表面受熱到目標溫度后，高功率的激光束離開；所述環類工件的受熱表面自冷淬火；松開并取下所述環類工件。所述強化裝置包括：作為設備底座的回轉機床和在回轉機床上通過卡盤固定的環類工件；回轉機床與機器人連接；中央控制柜與激光發生器和機器人分別連接，激光發生器連接激光發射頭，激光發射頭固定在機器人的末端；激光發射頭對準環類工件的表面。本發明可降低生產制造成本，并減少環境污染。

技術領域

本發明涉及一種環類工件硬度和耐磨性的強化方法及強化裝置，屬于激光熱處理技術領域。

背景技術

機械設備中大多環類工件的工況環境惡劣，在機服役期長，因此環類工件需要相當高的硬度和耐磨性。當前的環類工件主要采用調質或者滲氮技術強化表面，提高硬度和耐磨性。然而調質硬度低，耐磨性差，使用范圍小；滲氮雖然能夠大幅度提高硬度和耐磨性，但是成本高，對環境污染嚴重。

針對上述目前強化工藝或方法存在的諸多問題，有必要提供一種環類工件硬度和耐磨性的強化方法及強化裝置，可以降低生產制造成本，并減少環境污染。

發明內容

本發明的目的是提供一種環類工件硬度和耐磨性的強化方法及強化裝置，降低生產制造成本，并減少環境污染。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種環類工件硬度和耐磨性的強化方法，包括以下步驟，

1）、固定待加工的環類工件，確定待強化部位；

2）、用高功率的激光束快速掃描所述待強化部位的表面；

3）、所述待強化部位的表面受熱到目標溫度后，高功率的激光束離開；

4）、所述環類工件的受熱表面自冷淬火；

5）、松開并取下所述環類工件。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟2）中的高功率的激光束的光斑寬度5mm-40mm，搭接量1mm-3mm。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟2）中的高功率的激光束的掃描速度為3mm/s -10mm/s。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟3）中的目標溫度范圍為高于奧氏體化相變溫度而低于材質熔點溫度。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟3）中的目標溫度范圍為1000℃-1300℃。

一種環類工件硬度和耐磨性的強化裝置，包括作為設備底座的回轉機床和在回轉機床上通過卡盤固定的環類工件；回轉機床與機器人連接；中央控制柜與激光發生器和機器人分別連接，激光發生器連接激光發射頭，激光發射頭固定在機器人的末端；激光發射頭對準環類工件的表面。

本發明采用的強化裝置的進一步改進在于：機器人根據預先編制的程序，自動控制固定在機器人的末端的激光發射頭動作。

本發明采用的強化裝置的進一步改進在于：機器人的程序可根據具體強化目標編寫控制程序并輸入。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術效果有：

本發明利用高功率密度的激光束對于環類工件表面進行表面熱處理的方法實現對環類工件硬度和耐磨性的強化。本發明采用激光束掃描環類工件的表面，熱處理速度是傳統工藝的4倍多，大大加快了強化速度，節省了強化成本；并且還可以得到更細更硬的硬化層,環類工件的表面晶粒度提高2-3級，硬度提高3HRC以上，耐磨性提高50%以上。