[發明專利]一種無犧牲層的鋁合金車輪的激光沖擊延壽方法

在審

• 申請號: 202011057208.9
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN114318195A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 薛博文;諶鐵強;孔德才;劉勇;馬小英;李川;賀峰;耿富當;蔣巖;郭建東
• 申請（專利權）人: 中信戴卡股份有限公司
• 主分類號: C22F3/00
• 分類號: C22F3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種無犧牲層的鋁合金車輪的激光沖擊延壽方法，包括以下步驟：使用有限元分析實際工況中每個位置的受力情況，將待強化的車輪與機器人上的夾具相連接，確定激光沖擊強化參數，激光沖擊后對沖擊后的車輪進行清洗處理，去除表面燒蝕。最后對加工后的鋁合金車輪進行噴漆處理。本發明能夠不僅提高鋁合金車輪表面硬度，在亞表面形成殘余壓應力層，從而抑制裂紋的擴展，提高鋁合金車輪輪轂的壽命和穩定性。

技術領域

本發明涉及鋁合金車輪技術領域，具體地說是一種無犧牲層的鋁合金車輪的激光沖擊延壽方法。

背景技術

鋁合金輪轂以其質量輕、散熱快、外觀美麗、圖案豐富多彩、尺寸精確、平衡好和容易制造等優點，在汽車工業中脫穎而出，發展潛力巨大。但由于鋁合金車輪結構復雜，工況惡劣，使得車輪在長時間使用時穩定性和強度降低甚至出現事故影響人們財產和壽命的安全，而激光沖擊強化是一種新型的表面強化技術，能夠較好的提高鋁合金車輪的壽命，但加工時需要涂覆犧牲層保護基體且加工后需要去除犧牲層，這大大降低了激光沖擊強化的加工效率，無法滿足車輪的高效率的生產需求。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種無犧牲層的鋁合金車輪的激光沖擊延壽方法，解決現有鋁合金車輪激光沖擊強化犧牲層涂覆和去除效率低的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種無犧牲層的鋁合金車輪的激光沖擊延壽方法，包括以下步驟：

(1)通過有限元分析車輪實際工況中每個位置的受力情況，確定車輪強化位置；

(2)將車輪與機器人上的夾具連接，利用離線編程軟件生成車輪移動路徑；

(3)確定激光沖擊強化參數，開啟機器人和激光器，控制車輪移動進行激光沖擊強化處理；

(4)激光沖擊后，使用機器人將車輪沖擊后表面移動到激光清洗設備的焦點上，對沖擊后的車輪進行清洗處理；

(5)對加工后的車輪進行噴漆處理。

在一些實施例中，使用激光清洗方法去除激光沖擊后所形成的燒蝕層。

在一些實施例中，步驟(1)中，使用有限元分析車輪受力超過120Mpa 的位置需要進行強化。

在一些實施例中，步驟(3)中，激光沖擊強化參數為：使用1064mn的激光，激光能量5-30J，脈寬10-20ns，重復頻率為2-10Hz，光束直徑2-5mm，相鄰兩個光斑距離為0.2-0.7個光斑直徑，沖擊1-4次。

在一些實施例中，步驟(4)中，激光清洗參數為：使用激光功率50-200w，重復頻率為100-200kHz，掃描速度為2000-10000mm/s的1064mn激光對沖擊后表面的燒蝕層進行清洗，清洗1-4次，直到表面燒蝕去除。

在一些實施例中，步驟(2)中利用離線編程軟件生成車輪移動路徑。

相對于現有技術，本發明所述的無犧牲層的鋁合金車輪的激光沖擊延壽方法具有以下優勢：

1、能夠提高鋁合金車輪表面硬度，在亞表面形成殘余壓應力層，從而抑制裂紋的擴展，提高鋁合金車輪輪轂的壽命和穩定性。

2、通過激光清洗的方式去除表面激光沖擊的燒蝕層，提高激光沖擊強化的效果，改善激光沖擊強化后的外觀。且使用激光清洗工藝后，可以在不考慮防止犧牲層破損的情況下使用大能量多次沖擊基體，提高強化效率。

3、該方案鋁合金車輪激光沖擊無犧牲層的涂覆和去除，能夠大大提高加工效率，減少犧牲層的使用帶來的人力和物力的成本。

附圖說明