一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法技术

本发明专利技术公开一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法，步骤如下：铝模具表面处理：对铝模具的表面污染物进行去除，去除表面污物后对铝模具的表面进行抛光处理，且表面抛光处理后表面粗糙度小于6.3；应变层制备：使用激光冲击强化在铝模表面产生应力变形，形成应变层；凹腔制备：使用激光冲击强化在铝模表面在铝模表面制备凹腔；储存介质：在凹腔内部存储润滑介质；后处理：对铝模具表面进行进一步处理，减小凹腔开口，将润滑介质储存在凹腔内部；本发明专利技术有效提高铝模具表面硬度的同时，模具的脱模能力显著提高，且有效提高了铝模表面质量，延长铝模的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法
本专利技术涉及机械领域，更具体地说，本专利技术涉及一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法。
技术介绍
精密铝模具有表面质量好、不易氧化、导热好、生产周期短、生产效率高以及加工成本低等优势，在一些重要领域逐渐呈现取代钢模的趋势。然而铝模的强度较低，表面强韧性不足，在高压、高温和交变载荷等恶劣工况下，模具通常伴有大面积的材料流动和塑性变形，同时模具和工件之间发生剧烈的摩擦磨损，因此容易发生变形、开裂、疲劳裂纹、磨损等形式的失效。另外，在制造、运输及试用过程中，精密铝模具容易受到冲击损伤及划伤，严重影响铝模的使用寿命周期，大大限制了精密铸造铝模的广泛应用，以上，均是精密铸造铝模具面临的典型共性难题。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法；延长铝模的使用寿命。一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法，其特征在于，步骤如下：(1)铝模具表面处理：对铝模具的表面污染物进行去除，去除表面污物后对铝模具的表面进行抛光处理，且表面抛光处理后表面粗糙度小于6.3；(2)应变层制备：使用激光冲击强化在铝模表面产生应力变形，形成应变层，提高表面硬度；(3)凹腔制备：使用激光冲击强化在铝模表面在铝模表面制备凹腔；(4)储存介质：在凹腔内部存储润滑介质，改变模具的润滑状态，提高模具的脱模能力和制件的表面质量；(5)后处理：对铝模具表面进行进一步处理，减小凹腔开口，将润滑介质储存在凹腔内部。进一步的，步骤(2)中，激光冲击形成应变层时的激光参数如下：激光波长1064nm，脉宽10ns；脉冲能量3-7GW/cm2；光斑直径3mm、冲击次数1-3次、约束层200-300微米。进一步的，步骤(3)激光冲击形成凹腔时的激光参数：激光波长1064nm，脉宽10ns；脉冲能量2-5GW/cm2；光斑直径1mm、冲击次数1-3次、约束层200-300微米。进一步的，后处理时激光冲击减小开口时的激光参数：激光波长1064nm，脉宽10ns；脉冲能量3-5GW/cm2；光斑直径3mm、冲击次数1-2次、约束层200-300微米。进一步的，步骤(3)中制备凹腔前，先对铝模具表面位置进行选择，选择模具表面容易摩擦磨损处开设凹槽。进一步的，步骤(3)中制备的凹腔，其形状包括但不限于圆环形、圆形、方形、三角形、平行四边形、长条形、水滴形；所述凹腔的大小根据铝模具大小进行选择适配。本专利技术的优点是：提出了一种采用激光冲击强化提高铝模表面耐磨性的工艺方法，能够提高铝模具的抗应力腐蚀、抗疲劳及抗磨损等性能，通过多次激光冲击，形成了应变层以及凹腔，能够有效提高铝模具表面硬度的同时，凹腔内部存储润滑介质，凹腔开口较小，不使用时，润滑介质存储在凹腔内，模具使用时，润滑介质能够从凹腔开口处流出，模具的脱模能力显著提高，且有效提高了铝模表面质量，延长铝模具的使用寿命，经过本专利技术制得的铝模具使用寿命提高至原寿命1.5倍以上。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术所采用的润滑介质为市面上如工业齿轮油、抗磨液压油等通用润滑介质，本专利技术实施方式中采用的是工业齿轮油。实施例1一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法，其特征在于，步骤如下：(1)铝模具表面处理：使用丙酮对铝模具的表面污染物进行去除，去除表面污物后使用抛光布对铝模具的表面进行抛光处理，且表面抛光处理后表面粗糙度小于6.3；(2)应变层制备：使用激光冲击强化在铝模表面产生应力变形，形成应变层，应变层厚度为80μm，提高表面硬度；(3)凹腔制备：使用激光冲击强化在铝模表面在铝模表面制备微织构凹腔；(4)储存介质：在凹腔内部存储润滑介质，改变模具的润滑状态，提高模具的脱模能力和制件的表面质量；(5)后处理：对铝模具表面进行进一步处理，减小凹腔开口，开口直径减小，直至小于原开口直径的2/3，将润滑介质储存在凹腔内部。进一步的，步骤(2)中，激光冲击形成应变层时的激光参数如下：激光波长1064nm，脉宽10ns；脉冲能量7GW/cm2；光斑直径3mm、冲击次数3次、约束层300微米。进一步的，步骤(3)激光冲击形成凹腔时的激光参数：激光波长1064nm，脉宽10ns；脉冲能量5GW/cm2；光斑直径1mm、冲击次数3次、约束层300微米。进一步的，后处理时激光冲击减小开口时的激光参数：激光波长1064nm，脉宽10ns；脉冲能量5GW/cm2；光斑直径3mm、冲击次数2次、约束层300微米。进一步的，步骤(3)中制备凹腔前，先对铝模具表面位置进行选择，选择模具表面容易摩擦磨损处开设凹槽。实施例2一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法，其特征在于，步骤如下：(1)铝模具表面处理：使用酒精对铝模具的表面污染物进行去除，去除表面污物后使用抛光布对铝模具的表面进行抛光处理，且表面抛光处理后表面粗糙度小于6.3；(2)应变层制备：使用激光冲击强化在铝模表面产生应力变形，形成应变层，应变层厚度为50μm，提高表面硬度；(3)凹腔制备：使用激光冲击强化在铝模表面在铝模表面制备微织构凹腔；(4)储存介质：在凹腔内部存储润滑介质，改变模具的润滑状态，提高模具的脱模能力和制件的表面质量；(5)后处理：对铝模具表面进行进一步处理，减小凹腔开口，开口直径减小，直至小于原开口直径的2/3，将润滑介质储存在凹腔内部。进一步的，步骤(2)中，激光冲击形成应变层时的激光参数如下：激光波长1064nm，脉宽10ns；脉冲能量3GW/cm2；光斑直径3mm、冲击次数1次、约束层200微米。进一步的，步骤(3)激光冲击形成凹腔时的激光参数：激光波长1064nm，脉宽10ns；脉冲能量2GW/cm2；光斑直径1mm、冲击次数1次、约束层200微米。进一步的，后处理时激光冲击减小开口时的激光参数：激光波长1064nm，脉宽10ns；脉冲能量3GW/cm2；光斑直径3mm、冲击次数1次、约束层200微米。进一步的，步骤(3)中制备凹腔前，先对铝模具表面位置进行选择，选择模具表面容易摩擦磨损处开设凹槽。实施例3一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法，其特征在于，步骤如下：(1)铝模具表面处理：使用酒精对铝模具的表面污染物进行去除，去除表面污物后使用抛光布对铝模具的表面进行抛光处理，且表面抛光处理后表面粗糙度小于6.3；(2)应变层制备：使用激光冲击强化在铝模表面产生应力变形，形成应变层，应变层厚度为100μm，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法，其特征在于，步骤如下：/n(1)铝模具表面处理：对铝模具的表面污染物进行去除，去除表面污物后对铝模具的表面进行抛光处理，且表面抛光处理后表面粗糙度小于6.3；/n(2)应变层制备：使用激光冲击强化在铝模表面产生应力变形，形成应变层，提高表面硬度；/n(3)凹腔制备：使用激光冲击强化在铝模表面在铝模表面制备凹腔；/n(4)储存介质：在凹腔内部存储润滑介质，改变模具的润滑状态，提高模具的脱模能力和制件的表面质量；/n(5)后处理：对铝模具表面进行进一步处理，减小凹腔开口，将润滑介质储存在凹腔内部。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)铝模具表面处理：对铝模具的表面污染物进行去除，去除表面污物后对铝模具的表面进行抛光处理，且表面抛光处理后表面粗糙度小于6.3；
(2)应变层制备：使用激光冲击强化在铝模表面产生应力变形，形成应变层，提高表面硬度；
(3)凹腔制备：使用激光冲击强化在铝模表面在铝模表面制备凹腔；
(4)储存介质：在凹腔内部存储润滑介质，改变模具的润滑状态，提高模具的脱模能力和制件的表面质量；
(5)后处理：对铝模具表面进行进一步处理，减小凹腔开口，将润滑介质储存在凹腔内部。


2.如权利要求1所述的一种采用激光冲击强化提高铝模具表面耐磨性的方法，其特征在于，步骤(2)中，激光冲击形成应变层时的激光参数如下：激光波长1064nm，脉宽10ns；脉冲能量3-7GW/cm2；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永健，
申请(专利权)人：镇江市胜得机械制造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32