[發明專利]一種用于深冷激光沖擊強化的裝置

有效

• 申請號: 201910788375.1
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110499418B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 胡文景;任旭東;周王凡;劉懷樂;陳嘉男;孫禺州;顧嘉陽
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D6/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于深冷激光沖擊強化的裝置，包括激光沖擊強化系統、溫度控制系統和計算機控制系統。所述激光沖擊強化系統主要包括激光控制器，YAG激光器，全返鏡，聚光鏡。所述溫度控制系統主要包括液氮罐，低溫泵，伺服電機控制系統，伺服電機，錐形齒輪，直齒輪，底座，工作平臺。所述工作平臺位于二維移動平臺上，所述計算機控制系統主要由計算機控制中心組成，計算機控制中心控制激光控制器、低溫泵兩部分，從而與激光沖擊強化系統和溫度控制系統聯系起來，形成一個整體。此外，計算機系統還與溫度傳感器相連，達到檢測溫度的目的。本發明提出的一種溫度可控的裝置，可高效率大范圍給材料降溫，計算器系統控制，安全可靠。

技術領域

本發明屬于材料表面強化處理技術領域，具體涉及一種可用于深冷激光處理強化相關金屬或合金表面的裝置。

背景技術

深冷激光沖擊強化（Cryogenic Laser Shock Peening）是一種在低溫狀態下對材料進行激光沖擊強化（LSP）以達到給材料改性目的的處理方法。它結合深冷處理和激光沖擊強化兩種對材料進行處理的方法，能夠在處理的材料表面形成比常溫狀態下更多的納米孿晶，產生更高密度的位錯，增強材料的材料強度和良好的熱穩定性。

深冷激光沖擊強化的低溫條件是以液氮為制冷劑，已達到低溫的效果。深冷處理分為液體法和氣體法。液體法是將工件直接放入液氮中，處理溫度為-150℃，缺點是熱沖擊大，有時甚至造成工件開裂；氣體法是通過液氮的氣化潛熱和低溫氮氣吸熱制冷，處理溫度達-196℃，處理效果較好。

發明內容

本發明提出了一種用于深冷激光沖擊強化的裝置，可以實現加工工件在恒定的低溫環境下進行激光的沖擊強化處理。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種用于深冷激光沖擊強化的裝置，包括激光發生系統，所述激光發生系統發出的激光傳送至工作平臺內，所述工作平臺位于二維移動平臺上，所述工作平臺包括底板，所述底板上固定有密封蓋，所述密封蓋內設置有旋轉平臺，所述旋轉平臺上開設有若干第一通孔，所述旋轉平臺下方與旋轉軸連接，所述旋轉平臺上從下到上依次設置有不銹鋼試樣、吸收層和約束層，所述約束層正對K9玻璃蓋板，所述K9玻璃蓋板位于所述密封蓋上，所述旋轉軸外設置有石墨軸套，所述旋石墨軸套嵌套在下固定工形套內，所述下固定工形套的下端面通過螺栓固定在底板上，所述下固定工形套的上端面上開設有若干第二通孔，所述旋轉平臺的下端面與所述下固定工形套的上端面貼合；所述密封蓋內還設置有擋套，所述擋套與所述下固定工形套的上端面之間的空間構成調節腔，所述調節腔與液氮罐的輸出管道連接；所述旋轉平臺與所述密封蓋之間的空間構成低溫保溫腔，所述不銹鋼試樣位于所述低溫保溫腔內；所述旋轉軸下方與動力裝置連接。

上述方案中，所述液氮罐的輸出管道上設置有低溫泵，所述旋轉軸下方安裝有直齒輪，所述直齒輪與錐形齒輪組嚙合，所述錐形齒輪組的動力軸與伺服電機連接。

上述方案中，所述伺服電機、所述低溫泵與計算機控制中心連接。

上述方案中，所述低溫保溫腔內設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與計算機控制中心連接。

上述方案中，所述激光發生系統包括激光控制器，YAG激光器，全反鏡和聚光鏡，所述激光控制器與計算機控制中心連接。

上述方案中，所述密封蓋上開設有平衡孔，所述平衡孔與所述低溫保溫腔連通。