[发明专利]一种提升钛合金表面压应力层深度和疲劳性能的激光冲击强化方法

权利要求书

1.一种提升钛合金表面压应力层深度和疲劳性能的激光冲击强化方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤一、对钛合金材料进行双重退火热处理，并对热处理后的材料表面进行光洁处理，所述双重退火处理为运用真空炉加热到900-980℃，保温1-2h，然后运用氩气使其快速降温到500-600℃，保温2-6h，气冷至室温取出试件；

步骤二、激光冲击强化前对材料表面进行清洁处理；

步骤三、在清洁后的光洁表面涂覆吸收层；

步骤四、将涂覆好吸收层材料的试件装夹在机械手上，遥控机械手使试件进入激光器冲击路径初始位置，使试件冲击表面距离光路出口1m距离，以保证光斑大小的准确性，当试件冲击面与激光出口距离为1m时，能够充分的在材料表面形成残余压应力层的同时减少多余激光能量对材料表面的损伤；

步骤五、打开激光器，使激光器光斑定位在冲击路径初始位置，分级打开激光器关闸，激光器能量用3-8J，脉宽为15-21ns；

步骤六、打开水路机器人，调整出水口位置使其喷出的水恰好能够在材料表面形成均匀约束层；

步骤七、进入操控端激光冲击强化程序，确定各部机器人链接通畅，导入仿真路径，进行激光冲击强化；

步骤八：对冲击强化后的试件进行微抛处理，使用600目-7000目砂纸对冲击后材料表面进行10-20min的精细研磨，从而可以在一定程度上减少压应力层损失的前提下，保证表面的光洁度。

2.如权利要求1所述的一种提升钛合金表面压应力层深度和疲劳性能的激光冲击强化方法，其特征在于，所述步骤二中激光冲击强化前使用超声波清洗机清洗，再使用无水乙醇溶液进行清洁处理。

3.如权利要求1所述的一种提升钛合金表面压应力层深度和疲劳性能的激光冲击强化方法，其特征在于，所述步骤三中涂覆吸收层时避免表面产生空隙及气泡，吸收层为黑胶带、铝箔或者黑漆中的任意一种或者铝箔和黑漆组合使用，保证其厚度为0.08-0.15mm即可。

4.如权利要求1所述的一种提升钛合金表面压应力层深度和疲劳性能的激光冲击强化方法，其特征在于，所述步骤四中在装夹试件时，冲击区域的中心位置与法兰盘中心位置对齐。

5.如权利要求1所述的一种提升钛合金表面压应力层深度和疲劳性能的激光冲击强化方法，其特征在于，所述步骤六中水路机器人在开始出水前应给予一个高压强使水流运动，随后减小水压，调整出水口与试件表面的距离与角度，使水冲击在试件表面时产生均匀的水膜，调整水膜厚度范围为1-2mm。

6.如权利要求5所述的一种提升钛合金表面压应力层深度和疲劳性能的激光冲击强化方法，其特征在于，由于冲击试件有不同的工作需求，在调整水路机械手时需要进行多个位置的设定。

7.如权利要求1所述的一种提升钛合金表面压应力层深度和疲劳性能的激光冲击强化方法，其特征在于，所述步骤七中在激光冲击强化光斑中设置搭接率为30%-50%，方斑大小3.5mm-4.5mm。