[发明专利]齿轮的激光表面硬化工艺

权利要求书

1、一种齿轮的激光表面硬化工艺，其特征在于用激光束将齿轮的齿廓表面相变硬化，其按如下步骤进行：

(1)将待处理齿轮的表面进行清理，涂吸光涂料；

(2)用激光束对齿轮齿廓表面进行扫描运动，使齿廓表层得以快速加热到相变温度以上；

(3)将激光束离开齿轮的齿廓表面，齿轮因本身的热传导而随即自身快速冷却而淬火，在齿面表层形成硬化层。

2、根据权利要求1所述的齿轮的激光表面硬化工艺，其特征在于上述激光束为CO₂激光束。

3、根据权利要求1所述的齿轮的激光表面硬化工艺，其特征在于上述照射到齿面的光斑功率密度为10⁴～10⁵W/cm²。

4、根据权利要求3所述的齿轮的激光表面硬化工艺，其特征在于上述硬化层的深度为0.4～1mm。

5、根据权利要求1所述的齿轮的激光表面硬化工艺，其特征在于上述吸光涂料为复合吸光涂料。

6、根据权利要求5所述的齿轮的激光表面硬化工艺，其特征在于上述复合吸光涂料是在常用CO₂吸光涂料中添加有镍基合金粉和WC、TiC等硬质碳化物粉末。

7、根据权利要求1所述的齿轮的激光表面硬化工艺，其特征在于上述照射到齿面的激光光斑为窄带圆形光斑或宽带条形光斑；

8、根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的齿轮的激光表面硬化工艺，其特征在于上述所处理的齿轮在激光表面强化处理前已经经过调质或正火或渗碳等预先热处理和机械加工，经过激光表面强化处理后可直接投入使用。对于限于热处理条件而无法作齿轮调质或正火的齿轮，亦可用激光表面硬化处理。

9、根据权利要求8所述的齿轮的激光表面硬化工艺，其特征在于上述所用的激光束对齿轮的齿廓表面的扫描运动用数控激光加工机床来实现，对于直齿轮，激光束的扫描方式为齿轮不动，聚焦镜沿齿廓表面作轴向进给运动；对于斜齿轮或人字齿轮，激光束沿齿廓表面的扫描运动由齿轮的旋转运动和聚焦镜的轴向进给运动合成；

10、根据权利要求8所述的齿轮的激光表面硬化工艺，其特征在于上述激光束对齿轮的齿廓表面的扫描运动按齿的旋向依次逐齿扫描，而且是先扫完全齿轮一侧的齿面，再扫描另一侧的齿面；逐齿扫描的分齿方法有：用机械定位机构控制定位，或用数控分度两种方式。