[发明专利]一种激光金属表面除污或抗腐防锈装置及方法

说明书

本发明属于金属材料抗腐防锈技术领域，具体公开了一种激光金属金属表面除污或抗腐防锈装置及方法，其中的装置包括激光发射组件、扫描聚焦组件(5)及两维工作台(9)，其中，激光发射组件用于发射激光束，激光束经过扫描聚焦组件(5)聚焦到待处理金属工件(10)上，并进行激光扫描，使该待处理金属工件局部升温以去除待处理金属工件表面的油污和金属锈层，或者产生氧化物层，从而实现对待处理金属工件的金属表面除污或抗腐防锈处理。本发明通过对装置的各个细节组件的构成等进行改进，通过高能量激光束辐射到金属材料表面，可以去除金属表面油污和锈层，并在金属表面氧化生成致密氧化膜，可有效地保护金属内部不受氧化，起到抗腐防锈功能。

技术领域

本发明属于金属材料抗腐防锈应用技术领域，更具体地，涉及一种激光金属表面除污或抗腐防锈装置及方法，该装置与激光清洗抗腐防锈方法对应，即通过高能量激光束辐射到金属材料表面，去除金属表面油污和金属锈层，并在金属表面氧化生成致密氧化膜，从而有效地保护金属内部不受氧化，起到抗腐防锈功能，延长使用寿命。

背景技术

为了提高金属材料抗腐防锈能力，通常需要对这些金属材料表面进行抗腐防锈处理。传统的方法是采用化学发蓝黑化工艺在金属表面氧化生成致密氧化膜，保护钢件内部不受氧化。具体的工艺流程是首选化学去油污，再使用盐酸溶液清洗，然后采用强的化学氧化剂在金属表面上进行发蓝黑化处理，对金属表面氧化生成致密的氧化膜、最后进行清洗去除残余的化学液体成分。例如，对钢铁材料表面发蓝黑化处理的强的化学氧化剂是由氢氧化钠、亚硝酸钠、磷酸三钠组成，在高温下(约550℃)氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，称为发蓝处理，常用与兵器制造中；在低温下(约350℃)形成的四氧化三铁呈暗黑色，称为发黑处理，常用于工业生产中。由于目前采用盐酸溶液清洗和化学强氧化剂进行发蓝黑化处理工艺，不但工艺程序多，流程长，而且由于钢材的品种、产品的规格和生产的规模各不相同，从而造成了在生产装备和生产环境方面有着很大差别，例如酸洗和强的化学氧化剂体槽的密封、对生产设备的腐蚀、酸洗和发蓝黑化车间的通风排风、酸雾和强的化学氧化气味的排出处理以及废酸污水排放处理等方面问题，都必须一一加以处理和解决。这不但需要较大的投资来建设相应的回收和处理设备，增加了工艺成本，而且一旦生产设备的腐蚀而泄露或发生直接排放发生，会造成工作环境恶劣，产生强烈刺激气味损害操作人员身体健康，对环境造成严重污染，破坏生态环境。

现有技术中也存在金属表面激光发黑处理工艺的相关研究，但这些研究主要是通过熔融刻蚀，极大地增加金属表面对可见光的吸收率，减少反射率，从而用作吸光元件来抑制光学系统中的杂散光。这些现有技术中的工艺仅仅是在视觉上使金属表面变黑，并不能改善金属表面的防腐抗锈能力。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种激光金属表面除污或抗腐防锈装置及方法，基于一种新的激光抗腐防锈原理，并通过对装置内关键的装置各个细节组件的构成、方法所采用的处理手段等进行改进，与现有技术相比能够有效解决金属材料化学抗腐防锈处理对环境的污染大、废液废气处理工艺成本高的问题，本发明中的激光金属表面除污或抗腐防锈装置及方法，通过高能量激光束辐射到金属材料表面，可以去除金属表面油污和锈层，并在金属表面氧化生成致密氧化膜，可有效地保护金属内部不受氧化，起到抗腐防锈功能，延长使用寿命。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种激光金属表面除污或抗腐防锈装置，其特征在于，包括激光发射组件、扫描聚焦组件(5)及两维工作台(9)，其中，所述两维工作台(9)用于放置待处理金属工件(10)，所述激光发射组件用于发射激光束，该激光束经过所述扫描聚焦组件(5)聚焦到所述待处理金属工件(10)上，并对该待处理金属工件(10)进行激光扫描，使该待处理金属工件(10)局部升温以去除待处理金属工件表面的油污和金属锈层，或者使该待处理金属工件(10)局部升温并产生氧化物层，从而实现对待处理金属工件(10)的金属表面除污或抗腐防锈处理。