[发明专利]金属构件表面微观形貌可控制造工艺实现方法

摘要

本发明为一种实现金属构件表面微观形貌可控制造的实现方法，其特征是基于激光的热效应在金属构件表面引发不均匀温度场，在不溶化的条件下使局部产生塑性变形生成微凸体；通过改变加工工艺参数、扫描线间断距离、每一段扫描线长度和相邻扫描路径间距，实现金属构件表面微观形貌的加工。该工艺的特点是：由于属于热态累积成形，不仅适于常规金属材料，而且也适合钛合金、镍合金、陶瓷和硅片等高硬脆难变形材料表面形貌的可控制造，可应用于不同材质轴承/轴瓦、缸套/活塞等摩擦副中，对于改善摩擦副的润滑状态具有重要意义。

主权项

1.一种实现金属构件表面微观形貌可控制造的实现方法，其特征是基于激光的热效应在金属构件表面引发不均匀温度场，在不溶化的条件下使局部产生塑性变形生成微凸体，进而可以在不同材质金属构件加工出规则或非规则、表面光滑、连续过渡、无微裂纹的可控微观形貌，有利于形成流体动压润滑效应，具体实施步骤如下：(1)制定表面微观形貌的简单表征方法，用微凸体和凹坑长度、宽度和高度(深度)描述表面形貌；(2)基于实验和数值分析相结合的方法，变化激光光斑直径、激光功率和激光扫描速度，不考虑工艺参数对微凸体的长度的影响，建立激光加工工艺参数与微凸体的宽度和高度基本关系数据库；(3)基于实验和数值分析，建立扫描线间断距离与间断部分凹坑长度、宽度和深度基本关系数据库；(4)基于实验和数值分析，建立相邻扫描路径间距与两条扫描线之间形成凹坑长度、宽度和深度基本关系数据库；(5)根据上述基本关系数据库以及微观形貌要求，反求出合适的激光加工工艺参数、扫描线间断距离和相邻扫描路径间的距离，以实现微观形貌可控制造。