本發(fā)明屬于高強(qiáng)度合金鋼制螺栓制造領(lǐng)域，涉及一種高強(qiáng)度合金鋼制螺栓表面激光相變強(qiáng)化方法。

背景技術(shù)：

1、高強(qiáng)度合金鋼制螺栓進(jìn)行常規(guī)熱處理后，難以滿足設(shè)計(jì)需要的大載荷下高可靠性、高耐磨性、長疲勞壽命的使用需求，現(xiàn)在只能用更高強(qiáng)度的超高強(qiáng)度鋼來代替，材料成本和加工成本遠(yuǎn)高于高強(qiáng)度合金鋼制螺栓。采用激光相變強(qiáng)化技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)零件特殊部位的局部熱處理要求，提升零件的疲勞壽命以及裝配面的耐磨性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：提供一種激光相變強(qiáng)化方法，利用該方法能夠在規(guī)定尺寸的高強(qiáng)度合金鋼制螺栓的光桿外圓面與螺紋端面制備不同深度的強(qiáng)化層，以達(dá)到該合金制螺栓的最佳性能。光桿外圓面最佳強(qiáng)化層深度為0.6mm，螺紋端面最佳強(qiáng)化層深度為0.4mm。

2、技術(shù)方案

3、提供一種高強(qiáng)度合金鋼制螺栓表面激光相變強(qiáng)化方法，包括：

4、對高強(qiáng)度合金鋼材料進(jìn)行冷加工和熱處理，得到待激光相變強(qiáng)化的螺栓；

5、使用專用工裝或可調(diào)整墊鐵輔助螺栓裝夾到位，并找正、調(diào)平；

6、調(diào)平后使用專用工裝交叉檢查，確保光束區(qū)域內(nèi)光斑尺寸和能量分布的均勻性；

7、分別對螺栓的光桿外圓和螺紋端面進(jìn)行激光相變強(qiáng)化。

8、進(jìn)一步的，激光波長1080±5nm，準(zhǔn)直焦距150mm，聚焦焦距300mm，光斑尺寸10×2mm。

9、進(jìn)一步的，光桿外圓面對應(yīng)的激光相變強(qiáng)化工藝參數(shù)為：激光功率：1000～1100w；行進(jìn)速度：1.7～1.9mm/s；轉(zhuǎn)動(dòng)速度：f6000；激光相變強(qiáng)化路徑采取螺旋線運(yùn)動(dòng)的模式。

10、進(jìn)一步的，螺紋端面對應(yīng)的激光相變強(qiáng)化工藝參數(shù)為：激光功率：1000～1100w；行進(jìn)速度：8～9mm/s；激光相變強(qiáng)化路徑采取往復(fù)運(yùn)動(dòng)的模式。

11、進(jìn)一步的，待激光相變強(qiáng)化的螺栓表面的要求為：表面光潔干凈，粗糙度不低于ra0.4，無可能影響激光相變強(qiáng)化效果的缺陷。

12、進(jìn)一步的，激光相變強(qiáng)化前，所述方法還包括：進(jìn)行工藝準(zhǔn)備；

13、工藝準(zhǔn)備包括：

14、激光相變強(qiáng)化工藝開始前，螺栓應(yīng)與激光相變強(qiáng)化所使用的激光器處于同一環(huán)境溫度下不少于4小時(shí)；

15、零件熱處理狀態(tài)為調(diào)質(zhì)態(tài)，硬度hrc?31.5～45；

16、激光相變強(qiáng)化時(shí)需確定掃描光束在被處理工件表面的行走路徑，用可見光進(jìn)行對準(zhǔn)。

17、進(jìn)一步的，分別對螺栓的光桿外圓和螺紋端面進(jìn)行激光相變強(qiáng)化，包括：

18、啟動(dòng)激光，由起始點(diǎn)向前移動(dòng)，使用光斑長邊掃略光桿外圓或螺紋端面，掃略距離長度≥80mm，設(shè)置程序命令在完成單向強(qiáng)化后關(guān)閉激光，調(diào)整至定位紅光，橫移至第三點(diǎn)，使用光斑長邊反向掃略光桿外圓或螺紋端面，運(yùn)行結(jié)束后關(guān)閉激光。

19、進(jìn)一步的，高強(qiáng)度合金鋼為40crnimoa鋼。

20、有益效果：

21、本發(fā)明通過激光相變強(qiáng)化處理，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度合金鋼制螺栓的螺紋端面和光桿外圓面的強(qiáng)化需求，提升高強(qiáng)度合金鋼制螺栓的耐磨性以及疲勞壽命。

技術(shù)特征：

1.一種高強(qiáng)度合金鋼制螺栓表面激光相變強(qiáng)化方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，激光波長1080±5nm，準(zhǔn)直焦距150mm，聚焦焦距300mm，光斑尺寸10×2mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，光桿外圓面對應(yīng)的激光相變強(qiáng)化工藝參數(shù)為：激光功率：1000～1100w；行進(jìn)速度：1.7～1.9mm/s；轉(zhuǎn)動(dòng)速度：f6000；激光相變強(qiáng)化路徑采取螺旋線運(yùn)動(dòng)的模式。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，螺紋端面對應(yīng)的激光相變強(qiáng)化工藝參數(shù)為：激光功率：1000～1100w；行進(jìn)速度：8～9mm/s；激光相變強(qiáng)化路徑采取往復(fù)運(yùn)動(dòng)的模式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，待激光相變強(qiáng)化的螺栓表面的要求為：表面光潔干凈，粗糙度不低于ra0.4，無可能影響激光相變強(qiáng)化效果的缺陷。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，激光相變強(qiáng)化前，所述方法還包括：進(jìn)行工藝準(zhǔn)備；

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，分別對螺栓的光桿外圓和螺紋端面進(jìn)行激光相變強(qiáng)化，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，高強(qiáng)度合金鋼為40crnimoa鋼。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于高強(qiáng)度合金鋼制螺栓制造領(lǐng)域，涉及一種高強(qiáng)度合金鋼制螺栓表面激光相變強(qiáng)化方法。該方法包括：對高強(qiáng)度合金鋼材料進(jìn)行冷加工和熱處理，得到待激光相變強(qiáng)化的螺栓；使用專用工裝或可調(diào)整墊鐵輔助螺栓裝夾到位，并找正、調(diào)平；調(diào)平后使用專用工裝交叉檢查，確保光束區(qū)域內(nèi)光斑尺寸和能量分布的均勻性；分別對螺栓的光桿外圓和螺紋端面進(jìn)行激光相變強(qiáng)化。

技術(shù)研發(fā)人員：張瑜,吳雷,巢昺軒,應(yīng)俊龍,沈國喜,周晶晶,李智勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昌河飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6