[发明专利]一种在金属带锯条表面制备点阵微结构的方法及带锯条

说明书

本发明涉及一种在金属带锯条表面制备点阵微结构的方法及带锯条：将所述带锯条铺设于底板上，将定位板铺设于带锯条的上表面，再将圆形金刚石颗粒铺撒于定位板上，使得定位板的每个定位孔都被1个金刚石颗粒填充；然后将底板朝某一方向倾斜，使得定位板上未填充到定位孔内的金刚石颗粒从定位板上滚落，保留定位孔中的金刚石颗粒，待未填充到定位孔内的金刚石颗粒全部滚落至定位板外后，将底板恢复到水平状态；在定位板上由下至上依次覆盖一层吸收层和一层约束层，再进行激光冲击，形成点阵微结构。本发明的方法不仅能在锯条表面制备点阵微结构，而且可以避免锯条表面产生微损伤，同时还能在锯条表面产生残余压应力。

技术领域

本发明涉及一种在金属带锯条表面制备点阵微结构的方法及带锯条，属于带锯条生产领域。

背景技术

金属带锯条在工作过程中，因摩擦产生的热量会使带锯条的温度急剧上升，如温度过高则会使锯条的机械性能下降，从而影响锯条的使用寿命。因此在锯条的实际生产过程中，会采用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)在锯条表面制备一层涂层，以提高锯条的耐磨性及导热性，从而缓解摩擦对锯条的损害。由于涂层与基体的结合强度将直接影响涂层的性能，因此在进行涂层制备前需对锯条表面进行预处理，通常是采用某种表面处理工艺对锯条进行预处理，以获得清洁、均匀且具有一定粗糙度的微结构表面，从而有效增强涂层(如TiN涂层、TiAlN涂层、AlCrN涂层等PVD涂层及纳米蓝等涂层)的粘附力。

微结构指材料表而形成的具有不同几何参数和分布特征的微凹坑、微沟槽、微凸起等阵列结构。阵列结构可以有效增大锯条表面的粗糙度、比表面积及表面润湿性。此外，阵列结构还可以改善锯条与被锯材料间的摩擦状况，从而减缓涂层及锯条表面的磨损。

目前，常用的表面处理工艺包括打磨、喷砂等，该方法是通过去除局部材料来增加表面粗糙度，但是，在去除材料的同时会使材料表面产生残余拉应力或微损伤，从而影响锯条的性能。此外，上述方法的稳定性和可重复性较差，因此难以实现阵列微结构的加工。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种在金属带锯条表面制备规则的点阵微结构的方法；本发明的目的之二在于提供一种带锯条。

一种在金属带锯条表面制备点阵微结构的方法，所述点阵微结构由多个圆形凹坑呈方形阵列状排布而成，优选地，呈方形阵列状排布，包括如下步骤：

S1、提供待处理的金属带锯条、底板和定位板；

其中，所述定位板上开设有多个贯穿定位板顶面和底面的圆形定位孔，所述多个定位孔呈方形阵列排布(沿横向和纵向看，相邻定位孔的圆心距均相等)；

S2、将所述带锯条铺设于底板上，将定位板铺设于带锯条的上表面，再将圆形金刚石颗粒铺撒于定位板上，使得定位板的每个定位孔都被1个金刚石颗粒填充；然后将底板朝某一方向倾斜，使得定位板上未填充到定位孔内的金刚石颗粒从定位板上滚落，保留定位孔中的金刚石颗粒，待未填充到定位孔内的金刚石颗粒全部滚落至定位板外后，将底板恢复到水平状态；

其中，所述底板的顶面与水平面平行；所述定位孔的直径与金刚石颗粒的直径相等，金刚石颗粒的直径为200-600μm，定位板的厚度为金刚石颗粒的直径的1/2-2/3倍；相邻定位孔之间的圆心距等于所述点阵微结构的相邻圆形凹坑之间的圆心距；

S3、在定位板上由下至上依次覆盖一层吸收层和一层约束层，再采用激光束从上往下对带锯条的上表面进行激光冲击，利用激光冲击压力，使得定位孔内的金刚石颗粒被压入带锯条表面，形成点阵微结构；

其中，所述激光束的光斑为正方形平顶光斑，光斑的边长为3-6mm，脉宽为8-16ns，脉冲能量≤10J。

进一步地，S1中，所述底板由金属制成，底板的声阻抗大于带锯条的声阻抗，且厚度大于5mm，进一步为1cm以上。