一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于激光微孔加工領域，尤其是涉及一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法。
【背景技術】
[0002]對回轉件進行小孔(孔徑<500um)加工，傳統的機械打孔方法難以滿足要求。可以采用的方法有:激光加工，電火花加工，電解加工，電子束加工，離子束加工，超聲加工等。幾種加工方法各有優缺點。激光加工效率高，可短時間內在工件表面進行群孔加工。其中毫秒激光加工技術成熟，應用廣泛，但容易在加工表面形成重鑄層和微裂紋，嚴重影響零件的使用性能。電火花加工效率較激光加工低，且也會產生重鑄層。電解加工雖然不會產生重鑄層，但效率遠低于電火花和激光加工，無法實現群孔的高效加工。因此，激光打孔仍不失為群孔高效加工的首選加工方式。
[0003]目前，去除激光加工微孔重鑄層的常用方法是采用磨料流工藝。磨料流加工是利用一種含磨料的半流動狀態的粘彈性磨料介質，在一定壓力下強迫在被加工表面上流過，由磨料顆粒的刮削作用去除工件表面重鑄層的工藝方法。該方法可以獲得較好的表面質量，但對重鑄層的去除不夠均勻。有文獻報道采用特殊化學溶液去除重鑄層的方法，但該方法對化學溶液配方要求高，不利于推廣。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，通過利用合金粉末對重鑄層的熔覆，填補微裂紋，達到強化和修復重鑄層的目的。
[0005]本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。
[0006]—種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，包括如下步驟:
[0007](1)對經過激光加工工件上的微孔內壁進行逐孔上膠，得到上膠后工件；
[0008](2)將步驟(1)中所述上膠后工件夾持于機床卡盤中隨卡盤旋轉，設定卡盤的轉速大于lOOOr/min，將合金粉末逐一噴入工件的微孔內，得上粉后工件；
[0009](3)將步驟(2)中上粉后工件再次置于激光器加工臺；采用與步驟(1)中所述激光加工相同的數控程序對上粉后工件再次逐孔定位并停留單向照射，激光照射參數由步驟(1)中所述工件的材料種類、工件厚度和微孔深度確定;單向照射完畢后，將工件翻轉，按以上步驟進行反向照射，待所有微孔照射完畢、冷卻后即完成重鑄層的修復。
[0010]優選的，步驟(1)中所述微孔為200-500um。
[0011 ]優選的，步驟(1)中所述工件為回轉件。
[0012]優選的，所述回轉件為304不銹鋼材料的圓柱形回轉件，其直徑為50mm、厚度5mm且帶有10個直徑為300um的通孔。
[0013]優選的，步驟(1)中上膠所用的膠水為環氧AB膠，A膠與B膠的體積比為2:1;上膠所用的設備為毛細滴管。
[0014]優選的，步驟(2)中所述合金粉末為鎳鉻-碳化鉻復合粉末。
[0015]優選的，所述鎳鉻-碳化鉻復合粉末型號為YS/T822-2012鎳鉻-碳化鉻復合粉末，粉末粒度2 320目。
[0016]優選的，步驟(2)中將合金粉末逐一噴入所用設備為噴粉噴嘴。
[0017]優選的，步驟(2)中所述噴嘴的出口直徑2mm，噴嘴內壓力設定為0.12Mpa，噴嘴距工件端面距離<5mm。
[0018]優選的，步驟(3)中所述激光照射參數如下:激光瞬時功率為1200w，脈寬lms，脈沖頻率500Hz，每個軸向孔單向照射時間為2個脈沖周期。
[0019]本發明的有益效果:
[0020]本發明所述激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，采用上膠、噴粉、激光照射等工藝對工件的微孔進行處理，利用合金粉末對重鑄層熔覆，以此填補微裂紋、修復重鑄層，達到強化重鑄層金相組織的效果。本修復方法過程簡便、易操作，適宜于規模化生產。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發明實施例經激光打孔的工件示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。
[0023](1)選取由304不銹鋼材料制成的圓柱形回轉件作為工件，其直徑為50mm、厚度為5mm，如圖1所示，采用Nd: YAG毫秒脈沖激光器對該工件激光加工得到沿圓周排布的10個直徑為300um的通孔;利用毛細滴管對工件上的微孔內壁進行逐孔上膠，所用的膠水為環氧AB膠，A膠與B膠的體積比為2:1，得到上膠后工件。
[0024](2)將上膠后工件夾持于機床卡盤中隨卡盤旋轉，設定卡盤的轉速大于lOOOr/min，利用噴粉噴嘴將合金粉末逐一噴入工件的微孔內，得上粉后工件;本實施例所用噴嘴的出口直徑2mm，噴嘴內壓力設定為0.12Mpa，噴嘴距工件端面距離<5mm;選用的合金粉末為型號為YS/T 822-2012鎳鉻-碳化鉻復合粉末，粉末粒度為-320目。
[0025](3)將上粉后工件再次置于激光器加工臺；采用與步驟(1)中所述激光加工相同的數控程序對上粉后工件再次逐孔定位并停留照射，激光照射參數如下:激光瞬時功率為1200w，脈寬1ms，脈沖頻率500Hz，每個軸向孔單向照射時間為2個脈沖周期；單向照射完畢后，將工件翻轉，按以上步驟進行反向照射，待所有微孔照射完畢、冷卻后即完成重鑄層的修復。
[0026]所述實施例為本發明的優選的實施方式，但本發明并不限于上述實施方式，在不背離本發明的實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)對經過激光加工工件上的微孔內壁進行逐孔上膠，得到上膠后工件； (2)將步驟(1)中所述上膠后工件夾持于機床卡盤中隨卡盤旋轉，設定卡盤的轉速大于1000r/min，將合金粉末逐一噴入工件的微孔內，得上粉后工件； (3)將步驟(2)中上粉后工件再次置于激光器加工臺；采用與步驟(1)中所述激光加工相同的數控程序對上粉后工件再次逐孔定位并停留單向照射，激光照射參數由步驟(1)中所述工件的材料種類、工件厚度和微孔深度確定;單向照射完畢后，將工件翻轉，按以上步驟進行反向照射，待所有微孔照射完畢、冷卻后即完成重鑄層的修復。2.根據權利要求1所述的一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，其特征在于，步驟(1)中所述微孔為200-500umo3.根據權利要求1所述的一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，其特征在于，步驟(1)中所述工件為回轉件。4.根據權利要求3所述的一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，其特征在于，所述回轉件為304不銹鋼材料的圓柱形回轉件，其直徑為50mm、厚度5mm且帶有10個直徑為300um的通孔。5.根據權利要求1所述的一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，其特征在于，步驟(1)中上膠所用的膠水為環氧AB膠，A膠與B膠的體積比為2:1;上膠所用的設備為毛細滴管。6.根據權利要求1所述的一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，其特征在于，步驟(2)中所述合金粉末為鎳鉻-碳化鉻復合粉末。7.根據權利要求6所述的一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，其特征在于，所述鎳鉻-碳化鉻復合粉末型號為YS/T 822-2012鎳鉻-碳化鉻復合粉末，粉末粒度2 320目。8.根據權利要求1所述的一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，其特征在于，步驟(2)中將合金粉末逐一噴入所用設備為噴粉噴嘴。9.根據權利要求8所述的一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，其特征在于，步驟(2)中所述噴嘴的出口直徑2mm，噴嘴內壓力設定為0.12Mpa，噴嘴距工件端面距離< 5mm。10.根據權利要求9所述的一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，其特征在于，步驟(3)中所述激光照射參數如下:激光瞬時功率為1200w，脈寬1ms，脈沖頻率500Hz，每個軸向孔單向照射時間為2個脈沖周期。
【專利摘要】本發明提供了一種激光微孔加工所致重鑄層的修復方法，包括如下步驟：(1)對經過激光加工工件上的微孔內壁進行逐孔上膠，得到上膠后工件；(2)將上膠后工件夾持于機床卡盤中隨卡盤旋轉，設定卡盤的轉速大于1000r/min，將合金粉末逐一噴入工件的微孔內，得上粉后工件；(3)將上粉后工件再次置于激光器加工臺；采用與步驟(1)中所述激光加工相同的數控程序對上粉后工件再次逐孔定位并停留照射，激光照射參數由步驟(1)中所述工件的材料種類、工件厚度和微孔深度確定；待所有微孔照射完畢、冷卻后即完成重鑄層的修復。本發明利用合金粉末對重鑄層的熔覆，填補微裂紋，達到強化和修復重鑄層的目的。
【IPC分類】C23C24/10
【公開號】CN105463448
【申請號】CN201510821721
【發明人】任乃飛, 林卿, 王亮, 王琪琪, 張文, 夏凱波, 張麗
【申請人】江蘇大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月23日