[发明专利]一种激光图案化局部热处理方法及用该方法处理的金具

说明书

本发明公开了一种激光图案化局部热处理方法及用该方法处理的金具，在待热处理零件的关键磨损区域上进行激光表面淬火，所述激光的光斑形状图案化。本发明具有如下有益效果：（1）图案化的激光光斑使金具整体耐磨性能、使用寿命提升的同时仍持良好的塑韧性；（2）经网纹状激光光斑处理的金具能够长时间储存较多润滑油，为金具提供持续润滑防锈功能，延长金具使用寿命；（3）通过转动金具实现关键磨损区域周向强化的全覆盖；（4）金具耐磨性能、塑韧性和使用寿命得到整体提升。

技术领域

本发明涉及电力金具技术领域，尤其涉及一种激光图案化局部热处理方法及方法。

背景技术

输电线路广泛使用的铁制或铝制金属附件被称为金具。金具在使用过程中往往需承受较大的拉力，其可靠性直接关系到电网能否平稳运行，是输电线路的重要组成部分。我国幅员辽阔，但资源分布极度不平衡，80%以上的能源资源分布在西部、北部，且部分地区地理环境复杂、气候恶劣、昼夜温差及瞬时风力大，导致连接金具间存在高幅高频摆动，从而造成连接金具部分磨损、失效，影响输电线路安全、增加输电成本。且由于连接金具间配合形式各异，根据使用过程中的实际需求，连接金具需强化部位存在差异。以现有强化方式如整体热处理、热镀锌、发黑等所强化的连接金具无法实现强化部位尺寸灵活变化，且强化后的连接金具性能指标无法满足实际需求，在使用过程中存在较高失效比例，无法有效提高金具使用寿命及输电线路安全。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种电力金具的激光强化方法”，其申请号CN201910612937.7，包括以下步骤：第一次激光清洗、固定、设置光斑尺寸、设置转动角度和转动方向、激光强化以及第二次激光清洗，通过激光强化装置中的振镜激光头连接激光器，且激光强化过程中，电力金具始终设置在振镜激光头扫描范围内，因此只需进行可变尺寸的单道激光淬火就可以实现电力金具的表面处理。其不足之处是，U型环的强化区域强化程度一致，使得强化区域整体硬度大幅提升，而塑韧性大幅下降，随着时间推移易导致硬化层脱落。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的强化方式灵活性较低，容易导致硬化层脱落的问题，提供一种激光图案化局部热处理方法及用该方法处理的金具，满足不同区域强度、硬度和塑韧性需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种激光图案化局部热处理方法，在待热处理零件的关键磨损区域上进行激光表面淬火，所述激光的光斑形状图案化。

本发明的特点在于改变了传统的激光光斑形状，而是采用图案化的形状，图案包括但不限于网纹状图案、类“8”字形图案、类“△”型图案、类“□”型图案等，图案面积越大，激光能量越高，零件表面硬度越高，耐磨性越强，而相应的塑韧性较低，图案根据不同金具的不同区域的强度及塑韧性要求选择。图案可由振镜振动产生，可明显提高材料硬度以提升金具耐磨性能、使用寿命。

作为优选，所述图案为网格状。

选择网格状的激光光斑作用于关键磨损区域上，激光作用到的网纹部分硬度得到较大提升，塑韧性降低；关键磨损区域的菱形部分由于未被激光热处理，仍保持基体材料较好的塑韧性，菱形部分可为网纹部分提供塑韧性补偿，使金具整体耐磨性能、使用寿命提升的同时仍持良好的塑韧性；另一方面，经网格状激光光斑作用的金具经过一段时间的使用后，菱形部分磨损程度较高，而网纹部分磨损程度较低，在关键磨损区域表面形成了若干菱形凹坑，凹坑能够储存较多润滑油，为金具提供持续润滑防锈功能，延长金具使用寿命。

作为优选，所述图案为实心图案，所述关键磨损区域中磨损程度越大的部位，图案宽度越大。

宽度较宽的部位激光能量输入较多，硬度得到较大提升，塑韧性降低；宽度较窄的部分由于激光能量输入较少，仍保持基体材料较好的塑韧性，为其他部分提供塑韧性补偿，实心图案可以为三角形、矩形、“8”字形、Z字形等图案，根据金具耐磨及塑韧性需求进行调整选择。进一步地，图案也可以为轮廓为三角形、矩形、“8”字形、Z字形等形状，而内部填充为网纹状，灵活调整激光强度的同时，保证持续的润滑防锈。