[发明专利]柱状金属表面的激光毛化方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工领域，尤其涉及一种柱状金属表面的激光毛化方法，该方法适用于液压密封的柱状金属。

背景技术

柱状金属一般可适用于各种酸碱超标环境。对其耐腐蚀性，耐磨性，使用寿命要求很高。为改善用于液压密封的柱状金属表面硬度，增强器耐磨性，延长其寿命，传统工艺上主要是采用表面镀烙和激光微熔覆的方法。对于表面镀烙法，其生成的表面镀烙层容易出现起皮，脱皮的现象，耐磨性较差，寿命只有1-1.5年的时间。而对于激光微熔覆法，则需要在柱状金属表面添加合金粉末材料，利用激光作用，使其形成涂覆层，工艺繁琐，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于，提供的一种柱状金属表面的激光毛化方法，其可在不改变柱状金属表面韧性的情况下，延长了柱状金属的寿命，极大提高了其表面硬度，整个过程无噪音，无污染，方法简单，易操作。

本发明提供一种柱状金属表面的激光毛化方法，包括如下步骤：

步骤1：取一用于液压密封的柱状金属；

步骤2：采用激光器，将脉冲激光束聚焦照射到柱状金属的表面形成微小熔池；

步骤3：用辅助气体从侧边吹向柱状金属表面的熔池，将熔池中已融化的金属吹到熔池的边缘；

步骤4：关闭脉冲激光束，光作用停止后，冷却；

步骤5：在柱状金属表面形成毛化坑和坑边凸台，完成制备。

本发明提出的这种柱状金属表面的激光毛化方法，与其他传统方法相比具有以下优点：

(1)极大程度上提高了用于液压密封的柱状金属的表面硬度，延长了柱状金属的寿命。毛化过程中，减轻材料表面的残余应力局部集中，增强的材料的抗破坏能力。

(2)无污染，无噪音。激光毛化的方法直接将高能量密度的脉冲激光作用在柱状金属的表面形成若干微小的熔池。然后借助有一定压力的辅助气体将熔池内的金属吹到特定边缘形成凸台。利用其自身热传导作用自行冷却。相比其他的激光加工方法，整个过程不涉及到任何有毒的气体或粉尘，而且操作过程中也无任何噪音。

(3)加工效率快，加工质量高。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1柱状金属表面激光毛化的流程图；

图2为激光作用于柱状金属的截面图；

图3为激光毛化完成后的柱状金属截面图。

具体实施方式

请参阅图1，配合参阅图2、图3，本发明提供一种柱状金属表面的激光毛化方法，包括如下步骤：

步骤1：取一用于液压密封的柱状金属，该柱状金属用于液压密封；

步骤2：采用激光器，将脉冲激光束1聚焦照射到柱状金属的表面3形成微小熔池2；所述激光器为气体激光器、固体激光器或光纤激光器，所述激光器的输出的波长为177nm15000nm，所述激光器脉冲激光束的能量密度为10³-10⁸W/mm²；

步骤3：待微小熔池2形成后，用辅助气体从侧边吹向柱状金属表面的微小熔池2，将微小熔池2中已融化的金属吹到微小熔池2的边缘；所述辅助气体为防止柱状金属表面氧化的氮气；

步骤4：关闭脉冲激光束1，光作用停止后，冷却，该冷却为自然冷却，冷却后的每一微小熔池2的直径为1μm-100μm。

步骤5：在柱状金属表面3形成毛化坑5和坑边凸台4，完成制备。

实施例

用于柱状金属的激光毛化方法的实施案例，其步骤是：

步骤1：取一个柱状金属，将其放在激光加工台上；