一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108441624A(43)申请公布日2018.08.24(21)申请号201810123906.0(22)申请日2018.02.07(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区滆湖路1号(72)发明人胡静宋璐贾蔚菊顾晓明(51)Int.Cl.C21D10/00(2006.01)C23C8/02(2006.01)C23C8/22(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺(57)摘要本发明涉及一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺，包括以下步骤：将渗碳钢加工切割成试样；将试样进行调质处理；将试样放入激光冲击强化试验平台进行激光冲击；将试样放入气体渗碳多用炉中，先后进行渗碳、淬火、回火处理。本发明的有益效果是：在气体渗碳前进行激光冲击预处理，试样表面由于激光冲击作用发生形变强化，使表面粗糙度增加，微观组织中位错密度增加，晶粒细化，形成较高的残余应力，在渗碳过程中，高密度位错等缺陷为碳原子提供了更多的吸附中心和扩散通道，从而显著提高气体渗碳效率，提高渗碳层厚度，在获得相同渗碳层深的情况下可大大缩短渗碳时间，从而节约能源，降低生产成本。CN108441624ACN108441624A权利要求书1/1页1.一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺，其特征是：包括以下步骤：(1)将渗碳钢加工切割成齿型试样；(2)将试样进行调质处理；(3)将试样置于设备为YS05-C20A的激光冲击强化试验平台，进行激光冲击预处理；(4)将试样放入气体渗碳多用炉中，进行渗碳、淬火、回火处理；(5)取出试样，冷却后采用HXD-1000TMC型显微硬度计测量截面显微硬度，并测量其渗碳层深，层深以硬度为550HV0.05为准。2.根据权利要求1所述的一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺，其特征是：所述的步骤(1)中渗碳钢优选20CrMnMo钢，试样加工成M8齿型试样。3.根据权利要求1所述的一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺，其特征是：所述的步骤(2)中调质处理为：先升温至860℃保温15min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至670℃保温30min，取出后空冷至室温。4.根据权利要求1所述的一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺，其特征是：所述的步骤(3)中激光冲击处理为采用高功率密度、短脉冲的激光通过透明约束层作用于试样表面涂覆的吸收保护涂层上，保护涂层吸收激光能量，诱导产生高强度的等离子体运动波，作用于试样表面。5.根据权利要求1所述的一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺，其特征是：所述的步骤(3)中激光冲击处理所述激光波长为1064nm，脉冲宽度为10～30ns，激光能量为3～10J，光斑形状圆形，直径为3～5mm；等离子体冲击波按照一定路径作用待处理区域，光斑搭接率为50％。6.根据权利要求1所述的一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺，其特征是：所述的步骤(4)中为：炉温400℃后放入试样,升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至910℃，保持碳势1.15％进行5h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至825℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。2CN108441624A说明书1/3页一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺技术领域[0001]本发明涉及一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺。背景技术[0002]在国内外齿轮的表面硬化技术中，渗碳处理因其技术的成熟性及随着温度控制、碳势控制等配套技术的发展，一直是风电齿轮强化的首选工艺。渗碳工艺能够使得服役零件获得高硬度表面和强韧性心部的传统制造工艺，一般情况下，正确的完成渗碳、淬火和低温回火一组热处理工艺的零件能够提高零件承载能力和使用寿命，保证渗碳后的零件：(1)承载能力高、耐冲击性能好。(2)抗接触弯曲疲劳能力强。(3)表面硬度高、耐磨性好等特点。遗憾的是，常规渗碳处理存在一些不足：(1)渗速太慢，渗碳工艺过程长。(2)生产效率低。发明内容[0003]本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺[0004]本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种提高风电齿轮气体渗碳效率的激光冲击工艺，包括以下步骤：[0005](1)将渗碳钢加工切割成试样。渗碳钢优选20CrMnMo钢，将试样加工成M8齿型试样。[0006](2)将试样进行调质处理，调质处理为先升温至860℃保温15min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至670℃保温30min，取出空冷至室温。[