[发明专利]一种提高金属构件含氯溶液中抗腐蚀性能的组合处理方法

摘要

本发明公开了一种提高金属构件含氯溶液中抗腐蚀性能的组合处理方法，本发明首先将金属构件放置在含氯溶液中，溶液液面高于构件表面或者冲击点1‑2 mm，且溶液保持循环流动，采用大面积无吸收层激光搭接冲击强化处理，提高金属构件的表面耐腐蚀性；大面积无吸收层激光搭接冲击强化处理后，对金属构件表层进行表面抛光，然后采用室温大面积有吸收层激光搭接冲击强化处理金属构件表面，进一步强化金属构件的耐腐蚀性能。本发明可应用于海水等含氯易腐蚀环境中金属构件的抗腐蚀性能强化。

主权项

1.一种提高金属构件含氯溶液中抗腐蚀性能的组合处理方法，其特征在于首先将含氯溶液通过喷水装置喷到金属基体表面，含氯溶液液面高于构件表面或者冲击点1‑2 mm，且溶液保持循环流动，采用大面积无吸收层激光搭接冲击强化处理，当激光脉冲照射在目标金属构件上时，金属基体表面吸收激光能量蒸发、膨胀形成高温高压的等离子体，含氯溶液作为约束层限制了等离子体的膨胀，产生高压冲击波,其强度达到几个到数十个GPa，远远超过了金属构件的屈服强度，使其表面产生严重塑性变形，表层晶粒得到细化甚至纳米化，并在冲击区域诱导出高幅残余压应力，同时含氯溶液中的氯离子与表层金属在激光诱导下形成一层含氯钝化膜，提高金属构件的表面耐腐蚀性；大面积无吸收层激光搭接冲击强化处理后，对金属构件表层进行表面抛光，然后采用室温大面积有吸收层激光搭接冲击强化处理金属构件表面，进一步强化金属构件的耐腐蚀性能；包括以下步骤：步骤一，采用金相砂纸将待处理试样进行逐级磨削处理后，放在酒精溶液中用超声波清洗机清除表面的灰尘与油渍，并完成必要的裂纹探测过程；步骤二，将金属基体试样安装在组合工艺装置加载平台上，将激光束光斑中心与基体待冲击表面左上角重合在A点，作为冲击强化处理起始位置，并使待冲击区域X轴和Y轴方向与加载平台的X轴和Y轴方向一致；步骤三，将含氯溶液通过喷水装置喷到金属基体表面，形成一层厚度为1‑2 mm的液体约束层；步骤四，通过激光器控制装置设定激光器的输出功率和光斑参数；用强脉冲激光冲击金属基体试样表面，金属基体表面吸收激光能量蒸发、膨胀形成高温高压的等离子体，含氯溶液作为约束层限制了等离子体的膨胀，产生高压冲击波,其强度达到几个到数十个GPa，远远超过了金属构件的屈服强度，使其表面产生严重塑性变形，表层晶粒得到细化甚至纳米化，并在冲击区域诱导出高幅残余压应力，同时含氯溶液中的氯离子与表层金属在激光诱导下形成一层钝化膜；步骤五，打开激光器，采用逐行加工的方法通过机械手控制系统控制试样加载平台移动，对金属基体试样待加工表面进行大面积激光搭接冲击强化，最终完成对整个待冲击区域的无吸收层激光搭接冲击强化处理；步骤六，将含氯溶液中无吸收层激光冲击后的金属基体试样进行超声波酒精清洗，抛光后采用铝箔作为吸收层再进行室温大面积激光搭接冲击强化处理，从而提高金属构件的抗腐蚀能力。