[發(fā)明專利]一種表面微結(jié)構(gòu)的晶須增韌加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810087998.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN108411227B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁良;袁建東;李小強(qiáng);劉欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C47/14
• 分類號(hào): C22C47/14;C22C49/02;B23K26/352;B23K26/60;C22C49/14;C22C101/22
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 顧思妍;梁瑩

1.一種表面微結(jié)構(gòu)的晶須增韌加工方法，其特征在于：包括：首先，對(duì)加工的復(fù)合材料進(jìn)行成型燒結(jié)，形成帶有晶須的硬質(zhì)合金材料，以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)硬質(zhì)合金材料的韌性；其次，采用激光加工和冷卻方式的結(jié)合對(duì)硬質(zhì)合金材料的表面微結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，并通過控制激光加工的參數(shù)使得微結(jié)構(gòu)附近的組織產(chǎn)生晶須或使原有的晶須增長(zhǎng)，以保證硬質(zhì)合金材料表面微結(jié)構(gòu)的性能；

所述采用激光加工和冷卻方式的結(jié)合對(duì)硬質(zhì)合金材料的表面微結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，并通過控制激光加工的參數(shù)使得微結(jié)構(gòu)附近的組織產(chǎn)生晶須或使原有的晶須增長(zhǎng)，以保證硬質(zhì)合金材料表面微結(jié)構(gòu)的性能是指，包括以下步驟：

第一步，設(shè)置冷卻裝置，將硬質(zhì)合金材料放置于冷卻裝置上；同時(shí)調(diào)節(jié)冷卻裝置的參數(shù)，使得硬質(zhì)合金材料處于-20℃；

第二步，在硬質(zhì)合金材料表面噴灑純凈水，使得硬質(zhì)合金材料表面產(chǎn)生冰層；

第三步，設(shè)置激光的單脈沖能量和控制激光的掃描速度，并將激光的焦點(diǎn)定位于冰層以下的硬質(zhì)合金材料表面，對(duì)硬質(zhì)合金材料表面進(jìn)行激光加工，以實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金材料表面微結(jié)構(gòu)附近的組織產(chǎn)生晶須或使原有的晶須增長(zhǎng)，以保證硬質(zhì)合金材料表面微結(jié)構(gòu)的性能；

所述冷卻裝置由帕爾貼制冷器和冷卻水循環(huán)部件組成；所述帕爾貼制冷器是由直流電流通過兩種半導(dǎo)體材料組成的電偶時(shí)，其一端形成冷端，另一端形成熱冷的制冷器；所述帕爾貼制冷器的冷端與硬質(zhì)合金材料的下表面接觸，熱端與冷卻水循環(huán)部件接觸；

所述冷卻水循環(huán)部件包括內(nèi)部注有冷卻水的水冷塊和帶有水泵的儲(chǔ)水器；所述儲(chǔ)水器與水冷塊連通，并通過水泵實(shí)現(xiàn)冷卻水在儲(chǔ)水器與水冷塊之間循環(huán)；所述水冷塊與帕爾貼制冷器的熱端接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面微結(jié)構(gòu)的晶須增韌加工方法，其特征在于：所述對(duì)加工的復(fù)合材料進(jìn)行成型燒結(jié)，形成帶有晶須的硬質(zhì)合金材料，以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)硬質(zhì)合金材料的韌性是指，包括以下步驟：

第一步，對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行致密化，壓力為500MPa，壓好的塊狀胚致密度為75％-80％；

第二步，在1500℃時(shí)保溫5min，壓力為0MPa；

第三步，對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行高溫1800℃燒結(jié)，然后隨爐冷卻至1600℃時(shí)進(jìn)行保溫1h，直至冷卻至室溫，實(shí)現(xiàn)晶須的相轉(zhuǎn)變，形成帶有晶須的硬質(zhì)合金材料，以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)硬質(zhì)合金材料的韌性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面微結(jié)構(gòu)的晶須增韌加工方法，其特征在于：所述第一步中，調(diào)節(jié)冷卻裝置的參數(shù)是指：調(diào)節(jié)帕爾貼制冷器的電流值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面微結(jié)構(gòu)的晶須增韌加工方法，其特征在于：所述第二步中，冰層的厚度為0.3mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面微結(jié)構(gòu)的晶須增韌加工方法，其特征在于：所述第三步中，設(shè)置激光的單脈沖能量是指：通過控制器設(shè)置脈沖激光發(fā)生器的單脈沖能量為0.68-0.75mJ。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面微結(jié)構(gòu)的晶須增韌加工方法，其特征在于：所述第三步中，控制激光的掃描速度是指：設(shè)置用于將脈沖激光發(fā)生器發(fā)出的激光束進(jìn)行反射至硬質(zhì)合金材料表面的振鏡，通過控制器控制振鏡移動(dòng)實(shí)現(xiàn)激光束的移動(dòng)掃描，以及通過控制器控制振鏡移動(dòng)設(shè)定掃描速度為250-280mm/s。