[发明专利]一种获得金属表层晶粒混合分布的激光冲击强化组合方法

摘要

本发明涉及激光加工领域，特指一种获得金属表层晶粒混合分布的激光冲击强化组合方法。本发明采用激光冲击强化对金属工件表面按照设计的轨迹进行冲击，并且通过改变激光的功率密度及光斑直径来实现特定的冲击方式。该方法能够在金属工件表面形成特定的粗细相间分布的晶粒，并在深度方向形成晶粒的不均匀分布，从而获得混合晶粒分布。本发明实现在表面和深度方向的晶粒混合分布，为制造较宽的晶粒尺寸分布提供了一种可行的方法。

主权项

一种获得金属表层晶粒混合分布的激光冲击强化组合方法，其特征在于具体步骤如下：(1)根据金属工件的屈服强度，确定激光冲击强化的加工参数；冲击前确定所有激光冲击强化的位置，即在所有激光冲击的光斑位置中，选择待冲击区域左上角拐角作为基准点；(2)使用光斑直径2D，功率密度2A的光斑进行冲击，将基准点作为第1列冲击的起始点，完成起始点冲击后，控制X‑Y工作台沿Y方向竖直移动，完成第1列冲击；沿X方向向右移动，同样方式冲击完成第n列，完成第一步冲击；相邻两列之间的距离为3D，定义第n+1列的起始点为距离第n列起始点水平向右距离为3D的点；(3)使用光斑直径D，功率密度1A的光斑进行冲击，选择距离步骤(2)中的第1列起始点水平向右距离为D的点作为第1‑I列冲击的起始点，完成第1‑I列起始点冲击后，控制X‑Y工作台沿Y方向竖直移动，完成第1‑I列冲击；取距离第1‑I列起始点向右距离为D/2的点作为第1‑II列冲击的起始点，控制X‑Y工作台沿Y方向竖直移动，完成第1‑II列冲击；取距离第1‑II列起始点向右距离为D/2的点作为第1‑III列冲击的起始点，控制X‑Y工作台沿Y方向竖直移动，完成第1‑III列冲击；沿X方向向右移动，n‑I与(n+1)‑I之间的距离为3D，同样冲击方式，完成n‑I,n‑II,n‑III列的冲击；(4)选择基准点作为第三步冲击的起始点，使用光斑直径D，功率密度2A的光斑进行冲击，完成起始点冲击后，控制X‑Y工作台沿Y方向竖直移动，完成第1列冲击；沿X方向向右移动，同样方式冲击完成第n列，完成第三步冲击；相邻两列之间的距离为3D，定义第n+1列的起始点为距离第n列起始点水平向右距离为3D的点，当冲击完成时，整个激光冲击过程结束；