[发明专利]对抛丸机叶片表面激光相变硬化的方法

说明书

本发明涉及对抛丸机叶片表面激光相变硬化的方法，将配比的抛丸机叶片的原料成分投入中频感应电阻炉中熔炼，升温至1535～1555℃，将熔炼的铁水浇筑到预先用砂子制成的抛丸机叶片模具中进行铸造；铁水冷却成型后得到抛丸机叶片，将抛丸机叶片从砂型模具内取出，去除表面残留的砂子和浇冒口，清理抛丸机叶片上的飞边和毛刺；根据抛丸机叶片不同区域性能要求和控制冷却条件，选择激光加工参数；在激光相变硬化装置上将抛丸机叶片预热到120℃后，对抛丸机叶片按照扫描路径进行相变强化。激光相变硬化具有“极快极冷”特点，在极短的时间内将抛丸机叶片淬火层组织从原来的柱状马氏体变为针状马氏体，避免长时间的过渡而产生其它的脆性组织。

技术领域

本发明涉及一种对抛丸机叶片表面激光相变硬化的方法。

背景技术

目前，随着我国工业的快速发展，磨损现象是造成机械零件失效和能源损失的重要因素之一，有数据表明，约有30％的世界一次能源是因磨损而损失的，大约70％的机电设备是因各种形式的磨损而损坏的。

抛丸机应用广泛，通过依靠叶片对弹丸进行做功，来使零件达到一定耐磨性、高强度等性能要求。对于整个抛丸机来说抛丸器上的叶片是最关键的部件，由于弹丸持续高速冲击和周期应力的影响，更是加剧叶片的损耗，因此叶片是抛丸机中最容易磨碎的部件，而且在我们国家每年因叶片的磨损而消耗的材料成本不断增加，高达数千万，给国家以及相应企业带来巨大的经济损失。

淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，传统的抛丸机叶片的淬火工艺中采用的是箱式电阻炉对抛丸机叶片淬火，从而延长其耐磨性的主要手段，但大多数企业甚至在发达国家也存在重加热轻冷却，对淬火冷却过程的投入研发力度不大，再加上淬火冷却工艺复杂方面的技术障碍，所以一直没有形成标准的淬火冷却工艺流程，所以淬火过后的抛丸机叶片质量不稳定，甚至还会出现脆裂，耽误生产效率。

综上所述，要保证叶片具有高的冲击韧性和硬度，不仅需要控制好叶片材料中化学成分及含量，确保叶片的微观组织中基体和碳化物的平衡，还要保证淬火工艺的稳定性，避免表面开裂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种对抛丸机叶片表面激光相变硬化的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

对抛丸机叶片表面激光相变硬化的方法，特点是：包括以下步骤：

1)将配比的抛丸机叶片的原料成分投入中频感应电阻炉中熔炼，升温至1535～1555℃，将熔炼的铁水浇筑到预先用砂子制成的抛丸机叶片模具中进行铸造；

2)铁水冷却成型后得到抛丸机叶片，将抛丸机叶片从砂型模具内取出，去除表面残留的砂子和浇冒口，清理抛丸机叶片上的飞边和毛刺；

3)根据抛丸机叶片不同区域性能要求和控制冷却条件，选择激光加工参数；

4)在激光相变硬化装置上将抛丸机叶片预热到120℃后，对抛丸机叶片按照扫描路径进行相变强化。

进一步地，上述的对抛丸机叶片表面激光相变硬化的方法，其中，抛丸机叶片的成分及质量百分比为：C：2.8～3.2％，Cr：4～5％，Si：0.4～0.8％，Mn：0.5～1.2％，P≤0.035％，S≤0.035％，Re≤0.05％，余量为Fe和通常炼钢中存在的化学元素。

进一步地，上述的对抛丸机叶片表面激光相变硬化的方法，其中，将熔炼的铁水温度降至100～1420℃时，浇筑到预先用砂子制成的抛丸机叶片模具中进行铸造