[发明专利]一种用于超高速激光熔覆层的豪克能加工工艺

说明书

本发明公开了一种用于超高速激光熔覆层的豪克能加工工艺，具体为：首先，固定并清洗工件，将超高速激光熔覆粉末预热，过筛后装入送粉器中；调节激光光斑和粉末聚焦斑点在同一直线上，采用同轴送粉，调节送粉喷嘴；之后通过机床粗加工超高速熔覆层，使所加工的熔覆层表面粗糙度Ra为0.4～0.6，并预留0.01mm～0.03mm的豪克能加工区域；最后，将豪克能加工设备固定在机床上，对超高速熔覆层进行豪克能加工。通过豪克能加工可提高表面光洁度的同时，使熔覆层加工表面呈压应力，且提高了熔覆层的疲劳性能，改善熔覆层性能。

技术领域

本发明属于熔覆层制备技术领域，具体涉及一种用于超高速激光熔覆层的豪克能加工工艺。

背景技术

激光熔覆是通过在基材表面添加熔覆材料，以激光为热源使之与基材表面薄层熔凝，形成冶金结合的熔覆层，从而显著改善基体表面特性，激光熔覆有重要的用途和应用前景，几乎可以覆盖整个机械制造业。

常规激光熔覆速率较低，熔覆层粗糙度较大，车削量大，导致材料浪费严重，生产效率低。为了提高熔覆效率，通过提高激光功率、增加光斑面积，但是会导致工件的变形量增加，需预留更大的机加预留；且常规的激光熔覆层的稀释率高，降低熔覆层性能。超高速激光熔覆技术改变激光与粉末的作用过程，利用高功率密度的激光将粉末在熔池之上熔融或半熔融，并快速凝固后形成稀释率极低，与基体呈冶金结合的熔覆层，与传统的激光熔覆相比，极大提高熔覆速率，且熔覆层稀释率低。超高速激光熔覆层表面光洁度好，熔覆层无需车削，直接可磨抛加工，节约材料，降低成本。

对表面有光洁度要求的常规熔覆层，轴类工件的常规加工方法是粗车-精车-磨，平板类工件常规加工方法是铣-磨，要求更高的工件甚至需要研磨，加工周期长，劳动强度大，因要切换加工设备而要多次装夹工件。虽然超高速激光熔覆层表面光洁度好，仍需对表面进行磨抛处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于超高速激光熔覆层的豪克能加工工艺，使熔覆层加工表面呈压应力，且提高了熔覆层的疲劳性能，改善了熔覆层性能。

本发明所采用的技术方案是，一种用于超高速激光熔覆层的豪克能加工工艺，具体按照以下步骤实施：

步骤1，采用卡盘或夹具将工件固定在工作台上，采用角磨机或砂纸去除工件表面的污渍锈蚀，之后用酒精擦拭干净；

步骤2，将超高速激光熔覆粉末预热，过筛后装入送粉器中；

步骤3，调节激光光斑和粉末聚焦斑点在同一直线上，采用同轴送粉，调节送粉喷嘴，使熔覆头到工件的光斑工作距离为12mm～26mm；

步骤4，通过机床粗加工超高速熔覆层，使所加工的熔覆层表面粗糙度Ra为0.4～0.6，并预留0.01mm～0.03mm的豪克能加工区域；

步骤5，将豪克能加工设备固定在机床上，对超高速熔覆层进行豪克能加工。

本发明的特点还在于，

步骤2中，激光熔覆粉末为铁基自熔性粉末、镍基自熔性粉末、钴基自熔性粉末、陶瓷复合粉末中的任意一种。

步骤2中，激光熔覆粉末的预热温度100℃～120℃，保温时间0.5h～1h，激光熔覆粉末的粒度区间为20μm～75μm，球形度≥90％。

步骤2中，过筛时，采用200目的筛网。

步骤3中，设置激光熔覆功率为2KW～6KW，送粉速度35g/min～70g/min；熔覆层搭接率60％～85％；保护气选用氩气或氮气，保护气压8L/min～15L/min，激光光斑直径Φ1mm～Φ3mm，熔覆线速度5m/min～80m/min。

步骤5中，豪克能加工的线速度30m/min～70m/min，走刀速度为0.2mm/r～0.5mm/r。

本发明的有益效果是：