一种激光淬火处理方法及淬火工件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种激光泽火处理方法及泽火工件，属于热处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 为了提高金属材料的综合性能，通常采用热处理的方式对材料进行加工处理。泽 火是最常用的热处理方式之一，能够提高材料的硬度和强度。在机械制造中许多重要的结 构零件如轴类、齿轮等都需要具有非常高的硬度，大多都需要进行泽火、回火处理。
[0003][0004] 但是，上述方法对工件表面的硬度提升有限。而且在实际应用中发现，金属零部件 通常需要进行局部泽火或者对零部件的特定部位进行泽火，运就需要一种能够对金属零部 件进行局部加热泽火的工艺方法，激光硬化（或称激光泽火）就是运样一种方法。与传统 的金属表面强化技术相比，激光硬化可处理零件的特定部位或者采用其他方法难W处理的 部位，而且激光硬化导致的金属材料变形轻微可控，还具有低碳环保，生产效率高等一系列 优点。
[0005] 激光硬化分为两种方式，激光相变硬化和激光烙覆硬化。激光相变硬化是W高能 量的激光束快速扫描，使被照射的金属或合金表面溫度W极快的速度升高到相变点W上同 时又低于烙化溫度，运时使激光束离开被照射部位，处于冷态的基体能够使被照射部位快 速冷却而进行自冷泽火，实现工件表面的相变硬化。运种激光相变硬化得到的工件的表面 硬化层组织较细，硬度高于常规泽火。激光烙覆硬化是W较高功率的激光在极端的时间内 与金属交互作用，使金属表面局部区域在瞬间被加热到烙点W上而烙化，然后在冷态的基 体的吸热和传导作用下，使已烙化的表层金属快速凝固，使金属表面获得极细或者超细的 铸状组织，表面成分偏析减少，金属表层的缺陷和微裂纹也可W被烙合，从而使金属表面的 硬度和耐磨性都得到大幅度的提高。但是，现有技术中的激光硬化或者泽火方法所处理材 料表面硬度较小，无法满足高硬度工件的性能需求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种能够提高工件表面硬度的激光泽火处理方法。本发明 的目的还在于提供一种采用上述方法处理过的泽火工件。
[0007] 为了实现W上目的，本发明的激光泽火处理方法的技术方案如下：
[0008] 一种激光泽火处理方法，包括：将经过调质、发蓝处理的工件进行激光泽火处理， 所述激光泽火处理的功率为550-650瓦、激光扫描速度为1. 2-1. 8m/min、焦距为300mm、离 焦量为30-40mm。
[0009] 本发明通过将调质、发蓝后的工件进行激光泽火处理，能够充分提高工件表面的 硬度，并通过合适的激光处理工艺设置，使工件在激光泽火过程中表面不出现烙凝，而仅发 生相变硬化，形成由马氏体和残余奥氏体组成的激光相变硬化区，提高工件表面待处理区 域的硬度。
[0010] 本发明的激光泽火处理方法对35CrMo材料制备的工件具有良好的泽火效果，优 选的，所述步骤1)中待处理工件的材质为35CrMo。进一步优选为具有如下化学成分的 35CrMo材料：C0. 32 ~0. 40%、Si0. 17 ~0. 37%、Mn0. 40 ~0. 70%、化 0. 80 ~1. 10%、 Mo0.15 ~0.25%、S《0.035%、P《0.035%、Cu《0.30%、Ni《0.30%。运种材料的 密度为7. 87g/cm3,烙点为1403°C，导热系数为44W/(m·°C)，比热为460J/ (kg/°C)。
[0011] 所述调质可W使用现有技术中常用的调质处理方法，也可W采用包括如下步骤 的调质处理方法：将待处理工件加热到850-870°C，在油中冷却，再加热到550-570°C回火 40-180min，回火后出炉冷却，得到调制后的工件。所述回火后的冷却为油中冷却至室溫。
[0012] 所述发蓝可W使用现有技术中的发蓝处理方法，也可W采用包括如下步骤的发 蓝处理方法：将调质后的工件放入发蓝处理液中，135-145Γ下保溫40-60min，得到经过调 质、发蓝处理的工件；
[0013] 所述发蓝处理液为含氨氧化钢、亚硝酸钢、硝酸钢的水溶液，其中氨氧化钢的浓度 为13-17mol/l，亚硝酸钢的浓度为2-4mol/l，硝酸钢的浓度为0. 4-0. 7mol/L。
[0014] 为了使进行激光泽火处理的工件表面清洁、干净，所述经过调质、发蓝处理的工件 在进行激光泽火之前进行清理处理，所述清理处理包括如下步骤：
[0015] 使用碱性或中性脱脂剂进行除油，之后使用循环水清洗，干燥。
[0016] 为了提高激光泽火处理时的光电转换效率和光束质量并降低能耗，所述激光泽火 处理使用光纤激光器。
[0017] 为了避免多道扫描造成的金属表面道间性质差异过大，所述激光泽火处理时，激 光扫描的方式为单道扫描。
[0018] 为了保证金属表面发生相变硬化且避免金属发生烙化，所述激光泽火处理的激光 的功率优选为600瓦。
[0019] 所述激光的波长不易过大，W避免金属表面升溫过快，激光的波长也不易过小，W 避免金属表面升溫过慢，一般的所述激光的波长为1070nm。
[0020] 所述激光泽火处理后的工件的冷却方式是自然冷却。
[0021] 本发明的泽火工件的技术方案如下：
[0022] 一种使用上述激光泽火处理方法处理得到的泽火工件。
[0023] 本发明的激光泽火处理方法处理过的材料表面不出现烙凝现象，形成了由马氏体 和残余奥氏体组成的激光相变硬化区，使金属表面硬度可达到HV700W上，硬化层厚度最 高可达650μπιW上，大幅度提高了材料的硬度和强度，提高了材料的耐磨性、耐腐蚀性等 综合性能。而且本发明的激光泽火处理方法与现有技术中的泽火工艺相比，达到相同的强 化效果的能耗降低，使得整体工艺成本大幅度降低，具有良好的节能效果和经济效益。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。
[00巧]下面各实施例中的激光泽火处理方法所处理的待处理工件采用35CrMo材料，该 材料的具体成分如表1所示：
[0026] 表1 35CrMo材料的化学成分
[0027]
[0028] 35CrMo材料的物理性质如表2所示：
[0029] 表2 35CrMo材料的物理性质
[0030]
阳0川 实施例1
[0032] 本实施例的激光泽火处理方法包括如下步骤： 阳03引 1)调质：将待处理工件加热到860°C，在油中冷却至室溫，再加热到560°C回火，回 火保溫时间为60min，在油中冷却至室溫，得到调质后的工件；
[0034] 2)发蓝处理：将步骤1)得到的调质后的工件放入发蓝处理液中，140°C下保溫 50min，得到经过调质、发蓝处理的工件； 阳035] 所述发蓝处理液为氨氧化钢、亚硝酸钢、硝酸钢的水溶液，其中氨氧化钢的浓度为 16mol/l，亚硝酸钢的浓度为3. 5111〇1/1，硝酸钢的浓度为0. 5mol/L;
[0036] 3)清理：将步骤2)得到的经过调质、发蓝处理的工件进行清理处理：使用碱性脱 脂剂进行除油处理，之后使用循环清水清洗至表面水膜连续，清洗完