[发明专利]一种激光诱导冲击使金属表面渗透纳米粉末的方法

摘要

本发明属于金属材料表面处理技术领域，具体涉及一种激光诱导冲击使金属表面渗透纳米粉末的方法。本发明在吸收层的表面涂覆形成纳米颗粒涂覆层，覆盖在靶材的工作端面，在吸收层上施加约束层，将待处理的基材金属表面朝向激光束，先进行预渗透处理，再进行渗透处理，经清洗后得到的基材金属表面渗入纳米颗粒，硬度得到提高。本发明操作工艺简单、是一种低成本、高效、绿色的金属表面处理技术。本发明改变了金属基材表面元素成分，金属表面的元素重新分布，引起晶格畸变、位错和晶粒细化，从而提高金属表面的强度和硬度，进而提高金属零件的耐磨损和疲劳寿命。

主权项

一种激光诱导冲击使金属表面渗透纳米粉末的方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）在洁净间中，在吸收层的表面涂覆形成0.1mm厚的纳米颗粒涂覆层，将上述吸收层覆盖在靶材的工作端面；（2）将覆盖有吸收层的靶材的工作端面安装在工作台上，在吸收层上施加一层厚度为1‑3mm的约束层；（3）将待处理的基材金属表面朝向激光束，以激光脉宽为20‑40ns、激光波长为1064nm、激光光束直径为2‑5mm、激光能量为1‑5J、重复频率为2Hz的激光束进行预渗透处理，其中搭接率为10%，渗透1‑2遍；（4）激光预处理后，调整激光工艺参数：激光脉宽为10‑20ns、激光波长为1064nm、激光光束直径为2‑5mm、激光能量为2‑10J、重复频率为1Hz，进行渗透处理，其中搭接率为30%，渗透2‑4遍；（5）基材金属经激光渗透处理后，去除靶材表面的吸收层，将经渗透处理后的基材金属放入超声清洗机中，超声清洗机中装有温度为18~22℃、体积浓度为75%的酒精，超声频率为35‑55kHz，清洗10‑15min，然后利用去离子水冲洗，最后用100℃的干燥箱烘干5min，基材金属表面渗入纳米颗粒，硬度得到提高。