[发明专利]一种铝合金的超低温激光冲击强化方法

权利要求书

1.一种铝合金的超低温激光冲击强化方法，其特征在于：该方法是采用激光冲击强化技术在超低温环境下对铝合金试件进行强化处理，该方法具体包括如下步骤：

(1)试件表面覆盖吸收层：在洁净间中，在铝合金试件的工作端面上覆盖厚度为80-150μm的吸收层；所述吸收层为黑漆、铝箔或黑胶带；

(2)施加约束层：将覆盖有吸收层的铝合金试件安装在工作台上，在吸收层上施加一层厚度为1-3mm的约束层；所述约束层为光学透光玻璃；

(3)激光预冲击处理：将铝合金试件工作端面朝向激光束，以脉宽为3-40ns、波长为532nm或1064nm、激光能量为0.5-10J、重复频率为0.1-10Hz、光束直径为0.5-10mm的激光束进行预冲击处理；预冲击处理中，搭接率为0-50％，冲击1-2遍；

(4)激光冲击处理：预冲击处理后，将铝合金试件放入深冷箱中，在-125～-135℃的超低温环境下，以脉宽为3-40ns、波长为532nm或1064nm、激光能量为1-20J、重复频率为0.1-10Hz、光束直径为0.5-10mm的激光束进行冲击处理；冲击处理中，搭接率为0-50％，冲击2-6遍。

2.根据权利要求1所述的铝合金的超低温激光冲击强化方法，其特征在于：所述超低温环境的实现过程为：预冲击处理后，将铝合金试件放入深冷箱中，通过漏斗向深冷箱中不断补充液氮，同时保持铝合金试件底部与液氮接触，并使其保持在-125～-135℃。

3.根据权利要求1所述的铝合金的超低温激光冲击强化方法，其特征在于：在铝合金试件表面覆盖吸收层之前，对试件工作端面进行预处理，预处理过程为：将试件放入装有温度20-24℃、浓度75-95％的乙醇水溶液的超声清洗机中，在超声频率为38-47kHz条件下清洗8-10min；再用0.4-0.8MPa的干燥氮气吹干，然后放入干燥箱中，在100℃干燥10min。

4.根据权利要求1所述的铝合金的超低温激光冲击强化方法，其特征在于：在对铝合金试件进行激光冲击处理后，对试件表面进行清洗，清洗过程为：首先去除试件工作端面涂覆的吸收层，然后将试件放入装有温度20-24℃、浓度75-95％的乙醇水溶液的超声清洗机中，在超声频率为38-47kHz条件下清洗10-15min，再用去离子水冲洗1-2min后，用干燥的氮气吹干。

5.根据权利要求1所述的铝合金的超低温激光冲击强化方法，其特征在于：步骤(2)进行预冲击处理时使用的激光能量为步骤(3)进行冲击处理时使用的激光能量的二分之一。

6.根据权利要求1所述的铝合金的超低温激光冲击强化方法，其特征在于：步骤(1)中，吸收层以粘贴或涂覆的方式覆盖于铝合金试件工作端面上，吸收层的厚度要求均匀，吸收层与试件表面之间无气泡。

7.根据权利要求1所述的铝合金的超低温激光冲击强化方法，其特征在于：步骤(2)中，施加的约束层是光学透光玻璃，要求玻璃能够透过波长532nm和1064nm的激光束，并要求玻璃与吸收层之间贴合紧密无缝隙。