一種模具激光強(qiáng)化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模具激光強(qiáng)化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，模具行業(yè)日益的發(fā)展壯大，模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。汽車工業(yè)是中國當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件、所以零部件所需的模具幾千副。這樣就帶來的問題是模具的壽命問題、強(qiáng)化的效率問題、強(qiáng)化時(shí)模具的變形問題，以及優(yōu)異的型腔性能。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中常用的模具的強(qiáng)化法包括:氣體氮化法、離子氮化法、點(diǎn)火花表面強(qiáng)化法、滲硼、TD法、CVD法、PVD法、激光表面強(qiáng)化法、離子注入法、等離子噴涂法等等。
[0004]氣體氮化法，使氮在氮化溫度分解后產(chǎn)生活性氮原子，被金屬表面吸收滲入鋼中并且不斷自表面向內(nèi)擴(kuò)散，形成氮化層。模具經(jīng)氮化處理后，表面硬度可達(dá)HV950-1200，使模具具有很高的硬度和高的疲勞強(qiáng)度，但是在模具后期不容易去氮修復(fù)。
[0005]離子氮化法，將待處理的模具放在真空容器中，充以一定壓力的含氮?dú)怏w，然后以被處理模具作陰極，以真空容器的罩壁作陽極，在陰陽極之間加400-600V的直流電壓，陰陽極間便產(chǎn)生輝光放電，容器中的氣體被電離，在空間產(chǎn)生大量的電子和離子，在電場的作用下，正離子沖向陰極，以很高的速度轟擊模具表面，形成高硬度層，由于需要真空室，大的模具就不容易實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化。
[0006]電火花表面強(qiáng)化，是利用電能的高能量密度對(duì)模具表面進(jìn)行強(qiáng)化處理的工藝，它是通過火花放電的作用。缺點(diǎn)是強(qiáng)化表面粗糙，強(qiáng)化厚度較薄，強(qiáng)化處理的效率低，容易變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的模具強(qiáng)化方法的局限性，以及數(shù)據(jù)上的技術(shù)缺陷，提供一種模具激光強(qiáng)化工藝。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0009]一種模具激光強(qiáng)化工藝，采用激光束垂直照射模具，激光束的出射光斑尺寸為1X 1mm，焦距為350mm，激光光斑在模具上的掃描速度為300-400mm/min。
[0010]進(jìn)一步的，所述激光束為光纖激光器發(fā)出的激光束，該激光束的出射波長為1060nm。
[0011]優(yōu)選的，所述激光束的功率為1700-2400W，針對(duì)的層深為10 μπι-1000 μπι。
[0012]在模具的生產(chǎn)和修復(fù)時(shí)，當(dāng)激光束照射到材料表面時(shí)，激光被材料吸收變?yōu)闊崮埽韺硬牧鲜軣嵘郎?。由于功率集中在一個(gè)很小的表面上，在很短的時(shí)間(KT1?I(T7S)內(nèi)即把材料加熱到高溫(加熱速度高達(dá)15?10 9oC /s)，使材料發(fā)生固體相變、熔化甚至蒸發(fā)。當(dāng)激光束被切斷或移開后，材料表面冷速很快(冷速高達(dá)104°c /S)，自然冷卻就能實(shí)現(xiàn)表面強(qiáng)化。
[0013]為了免除選擇模具表面強(qiáng)化工藝的費(fèi)時(shí)費(fèi)力且精確性不高的重復(fù)試驗(yàn)過程，合理規(guī)劃激光強(qiáng)化工藝，如選擇合適的激光功率、光斑直徑、焦距、出射波長及掃描速度等因素都對(duì)模具表面強(qiáng)化有著重要的意義，控制不適當(dāng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)會(huì)出現(xiàn)對(duì)工件有燒壞的情況發(fā)生。
[0014]本發(fā)明的模具激光強(qiáng)化工藝，合理地規(guī)劃了激光強(qiáng)化工藝的激光功率、光斑直徑、焦距、出射波長及掃描速度，可以降低反射率高的材料的反射處理，增加其大面積處理方法，避免變形，提高激光轉(zhuǎn)換率，能夠以省時(shí)省力而且最經(jīng)濟(jì)的方式提高模具表面性能改進(jìn)的效果。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]實(shí)施例
[0017]一種模具激光強(qiáng)化工藝，采用光纖激光器發(fā)出的激光束垂直照射模具，激光束的出射光斑尺寸為1X 1mm，焦距為350mm，激光光斑在模具上的掃描速度為300-400mm/min。該激光束的出射波長為1060nm，功率為1700-2400W。
[0018]在模具的生產(chǎn)和修復(fù)時(shí)，當(dāng)激光束照射到材料表面時(shí)，激光被材料吸收變?yōu)闊崮?，表層材料受熱升溫。由于功率集中在一個(gè)很小的表面上，在很短的時(shí)間(10-1?10-7S)內(nèi)即把材料加熱到高溫(加熱速度高達(dá)105?109°C /s)，使材料發(fā)生固體相變、熔化甚至蒸發(fā)。當(dāng)激光束被切斷或移開后，材料表面冷速很快(冷速高達(dá)104°C /s)，自然冷卻就能實(shí)現(xiàn)表面強(qiáng)化。
[0019]為了免除選擇模具表面強(qiáng)化工藝的費(fèi)時(shí)費(fèi)力且精確性不高的重復(fù)試驗(yàn)過程，合理規(guī)劃激光強(qiáng)化工藝，如選擇合適的激光功率、光斑直徑、焦距、出射波長及掃描速度等因素都對(duì)模具表面強(qiáng)化有著重要的意義，控制不適當(dāng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)會(huì)出現(xiàn)對(duì)工件有燒壞的情況發(fā)生。
[0020]本發(fā)明的模具激光強(qiáng)化工藝，合理地規(guī)劃了激光強(qiáng)化工藝的激光功率、光斑直徑、焦距、出射波長及掃描速度，可以降低反射率高的材料的反射處理，增加其大面積處理方法，避免變形，提高激光轉(zhuǎn)換率，能夠以省時(shí)省力而且最經(jīng)濟(jì)的方式提高模具表面性能改進(jìn)的效果。
[0021]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模具激光強(qiáng)化工藝，其特征在于，采用激光束垂直照射模具，激光束的出射光斑尺寸為1X 1mm，焦距為350mm，激光光斑在模具上的掃描速度為300-400mm/min。2.如權(quán)利要求1所述的一種模具激光強(qiáng)化工藝，其特征在于，所述激光束為光纖激光器發(fā)出的激光束，該激光束的出射波長為1060nm。3.如權(quán)利要求1所述的一種模具激光強(qiáng)化工藝，其特征在于，所述激光束的功率為1700-2400W。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模具激光強(qiáng)化工藝，采用光纖激光器發(fā)出的激光束垂直照射模具，激光束的出射光斑尺寸為10×1mm，焦距為350mm，激光光斑在模具上的掃描速度為300-400mm/min。該激光束的出射波長為1060nm，功率為1700-2400W。通過合理地規(guī)劃激光強(qiáng)化工藝的激光功率、光斑直徑、焦距、出射波長及掃描速度，可以降低反射率高的材料的反射處理，增加其大面積處理方法，避免變形，提高激光轉(zhuǎn)換率，能夠以省時(shí)省力而且最經(jīng)濟(jì)的方式提高模具表面性能改進(jìn)的效果。
【IPC分類】C21D9/00, C21D1/09
【公開號(hào)】CN104975144
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510359819
【發(fā)明人】梁棟, 陳俊琪, 吳廣志
【申請(qǐng)人】江蘇斯普瑞科技有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年6月25日