一种合金表面复合强化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种合金表面复合强化处理方法，涉及金属材料表面处理技术领域。包括以下步骤：将合金钢表面进行机械碾磨处理，再进行热氧化处理，形成热氧化层；随后对热氧化层表面进行抛光至表面粗糙度为0.10～0.15微米；再对经抛光处理的合金钢进行真空热处理；然后对经真空热处理后的合金钢表面进行激光辐照处理，即得表面复合强化的合金钢。本发明专利技术通过机械碾磨提高合金钢表面的晶粒细化，再通过热氧化处理形成热氧化层后，经抛光在不影响碾磨深度内的氧化层的同时，再经真空处理增强氧化层向合金钢内部扩散，随后通过激光冲击波作用使材料表层组织均匀细化，从而综合提升了合金钢表面的硬度和耐磨性。钢表面的硬度和耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
一种合金表面复合强化处理方法


[0001]本专利技术涉及金属材料表面处理
，具体涉及一种合金钢表面复合强化处理方法。

技术介绍

[0002]目前，为了对合金钢表面进行强化处理，通常采用表面改性技术、表面合金化技术和表面涂镀技术。然而单一表面技术都有其一定的局限性。近年来，采用复合处理技术对合金钢表面强化处理，使得其性能逐步提高。但将热氧化和激光辐照复合处理鲜有报道。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决上述
技术介绍
中存在的不足，提供了一种合金钢表面复合强化处理方法。该方法首先通过机械碾磨提高合金钢表面的晶粒细化，再通过热氧化处理形成热氧化层后，经抛光在不影响碾磨深度内的氧化层的同时，避免了材料表面有非金属夹杂物而导致热处理后表面应力集中等现象，再经真空处理增强氧化层向合金钢内部扩散，而在合金钢表面形成相互穿插的氧化扩散层，随后通过激光冲击波作用使材料表层组织均匀细化，增加了裂纹萌生难度，从而综合提升了合金钢表面的硬度和耐磨性。
[0004]本专利技术的目的是提供一种合金钢表面复合强化处理方法，包括以下步骤：
[0005]将合金钢表面进行机械碾磨处理，再进行热氧化处理，形成热氧化层；
[0006]随后对热氧化层表面进行抛光至表面粗糙度为0.10～0.15微米；
[0007]再对经抛光处理的合金钢进行真空热处理；
[0008]然后对经真空热处理后的合金钢表面进行激光辐照处理，即得表面复合强化的合金钢。
[0009]优选的，所述机械碾磨时的参数：碾磨速度为0.1～0.3m/s，单道次碾磨深度为10～30μm，总碾磨深度为200μm～300μm。
[0010]更优选的，所述机械碾磨时的参数：碾磨速度为0.2m/s，单道次碾磨深度为20μm，总碾磨深度为240μm。
[0011]优选的，热氧化处理的温度为750～850℃，氧化时间为0.5～1h。
[0012]优选的，所述真空热处理的温度为600～700℃，处理时间为24～36h。
[0013]优选的，所述激光辐照处理参数为：激光波长为1064nm，脉冲宽度为20ns，光斑直径为3mm，光斑搭接率为50％，以4GW/cm2的功率密度的光束冲击试件1次。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]本专利技术提供的一种合金钢表面复合强化处理方法。首先通过机械碾磨提高合金钢表面的晶粒细化，再通过热氧化处理形成热氧化层后，经抛光在不影响碾磨深度内的氧化层的同时，避免了材料表面有非金属夹杂物而导致热处理后表面应力集中等现象，再经真空处理增强氧化层向合金钢内部扩散，而在合金钢表面形成相互穿插的氧化扩散层，随后通过激光冲击波作用使材料表层组织均匀细化，增加了裂纹萌生难度，从而综合提升了合
金钢表面的硬度和耐磨性。
[0016]本专利技术提供的处理工艺简单，易操作，可以调控材料性能。
具体实施方式
[0017]为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0018]下述各实施例选用的合金钢为15MnTi合金钢。
[0019]实施例1
[0020]一种合金钢表面复合强化处理方法，包括以下步骤：
[0021]将合金钢表面进行机械碾磨处理，其中，机械碾磨时的参数：碾磨速度为0.2m/s，单道次碾磨深度为20μm，总碾磨深度为240μm；
[0022]再进行热氧化处理，其中，热氧化处理的温度为800℃，氧化时间为0.8h；形成热氧化层；
[0023]随后对热氧化层表面进行抛光至表面粗糙度为0.13微米；
[0024]再对经抛光处理的合金钢进行真空热处理；其中，真空热处理的温度为655℃，处理时间为24h。
[0025]然后对经真空热处理后的合金钢表面进行激光辐照处理，即得表面复合强化的合金钢。其中，激光辐照处理参数为：激光波长为1064nm，脉冲宽度为20ns，光斑直径为3mm，光斑搭接率为50％，以4GW/cm2的功率密度的光束冲击试件1次。
[0026]本实施例获得的合金钢表面可以达到1100HV以上的硬度。
[0027]实施例2
[0028]一种合金钢表面复合强化处理方法，包括以下步骤：
[0029]将合金钢表面进行机械碾磨处理，其中，机械碾磨时的参数：碾磨速度为0.1m/s，单道次碾磨深度为10μm，总碾磨深度为200μm；
[0030]再进行热氧化处理，其中，热氧化处理的温度为750℃，氧化时间为1h；形成热氧化层；
[0031]随后对热氧化层表面进行抛光至表面粗糙度为0.10微米；
[0032]再对经抛光处理的合金钢进行真空热处理；其中，真空热处理的温度为600℃，处理时间为36h；
[0033]然后对经真空热处理后的合金钢表面进行激光辐照处理，即得表面复合强化的合金钢。其中，激光辐照处理参数为：激光波长为1064nm，脉冲宽度为20ns，光斑直径为3mm，光斑搭接率为50％，以4GW/cm2的功率密度的光束冲击试件1次。
[0034]本实施例获得的合金钢表面可以达到1100HV以上的硬度。
[0035]实施例3
[0036]一种合金钢表面复合强化处理方法，包括以下步骤：
[0037]将合金钢表面进行机械碾磨处理，其中，机械碾磨时的参数：碾磨速度为0.3m/s，单道次碾磨深度为30μm，总碾磨深度为300μm；
[0038]再进行热氧化处理，其中，热氧化处理的温度为850℃，氧化时间为0.5h；形成热氧化层；
[0039]随后对热氧化层表面进行抛光至表面粗糙度为0.15微米；
[0040]再对经抛光处理的合金钢进行真空热处理；其中，真空热处理的温度为700℃，处理时间为24h；
[0041]然后对经真空热处理后的合金钢表面进行激光辐照处理，即得表面复合强化的合金钢。其中，激光辐照处理参数为：激光波长为1064nm，脉冲宽度为20ns，光斑直径为3mm，光斑搭接率为50％，以4GW/cm2的功率密度的光束冲击试件1次。
[0042]本实施例获得的合金钢表面可以达到1100HV以上的硬度。
[0043]对比例1
[0044]与实施例1相同，不同之处在于，未进行机械碾磨处理。
[0045]本对比例获得的合金钢表面可以达到980HV的硬度。
[0046]对比例2
[0047]与实施例1相同，不同之处在于，未进行激光辐照处理。
[0048]本对比例获得的合金钢表面可以达到650HV的硬度。
[0049]为了说明本专利技术提供的合金钢表面复合强化处理方法获得的合金钢相关性能，对实施例及对比例中提供的复合强化处理后的合金钢进行摩擦磨损测试，见表1所示，
[0050]表1为实施例1～3及对比例1和对比例2提供的合金钢的磨损失重值<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合金钢表面复合强化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将合金钢表面进行机械碾磨处理，再进行热氧化处理，形成热氧化层；随后对热氧化层表面进行抛光至表面粗糙度为0.10～0.15微米；再对经抛光处理的合金钢进行真空热处理；然后对经真空热处理后的合金钢表面进行激光辐照处理，即得表面复合强化的合金钢。2.根据权利要求1所述的合金钢表面复合强化处理方法，其特征在于，所述机械碾磨时的参数：碾磨速度为0.1～0.3m/s，单道次碾磨深度为10～30μm，总碾磨深度为200μm～300μm。3.根据权利要求2所述的合金钢表面复合强化处理方法，其特征在于，所述机械碾磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令男，刘爱华，
申请(专利权)人：湖南人文科技学院，
类型：发明
国别省市：