一种表面微结构的晶须增韧加工方法技术

本发明专利技术提供一种表面微结构的晶须增韧加工方法，其包括：首先，对加工的复合材料进行成型烧结，形成带有晶须的硬质合金材料，以实现增强硬质合金材料的韧性；其次，采用激光加工和冷却方式的结合对硬质合金材料的表面微结构进行加工，并通过控制激光加工的参数使得微结构附近的组织产生晶须或使原有的晶须增长，以保证硬质合金材料表面微结构的性能。本发明专利技术一种表面微结构的晶须增韧加工方法既保持了加工材料的性能，又可保证加工材料表面微结构的维氏硬度、断裂韧性和横向断裂强度，从而大大提高加工材料加工后的可靠性和质量。

A method of toughening whisker with surface microstructure

The invention provides a whisker toughening method for surface microstructure, which comprises: firstly, forming and sintering the processed composite material to form a cemented carbide material with whiskers to enhance the toughness of the cemented carbide material; secondly, adopting a combination of laser processing and cooling methods to table the cemented carbide material. The surface microstructure of cemented carbide is fabricated by controlling the laser processing parameters, and whiskers are produced in the microstructure near the microstructure or the original whiskers are increased to ensure the performance of the surface microstructure of cemented carbide. The whisker toughening method of the surface microstructures not only keeps the properties of the processed materials, but also ensures the Vickers hardness, fracture toughness and transverse fracture strength of the surface microstructures of the processed materials, thereby greatly improving the reliability and quality of the processed materials.

【技术实现步骤摘要】
一种表面微结构的晶须增韧加工方法
本专利技术涉及微结构加工
，更具体地说，涉及一种复合材料表面微结构的晶须增韧加工方法。
技术介绍
激光加工表面微织构是一个热作用过程，材料表面吸收激光能量后发生相变而液化与气化，并在材料表面形成等离子体，靠近材料熔池的等离子体云密度远远大于近激光束的等离子体云密度，但温度较近激光束的等离子体云却更低，因此等离子体云会对熔池有一个回缩力，将熔池内相变熔化后的材料挤出而形成表面微织构。同时，激光加工的高热还会在在微织构两侧形成热影响区导致热应力的产生，热影响区内晶粒的长大，以及部分区域内材料被氧化。因此一般情况下，激光加工表面会出现微裂纹、重铸层、残渣堆积、表面氧化及热影响区高温损伤等现象，使得制备的微织构的精度和强度不易保证。激光加工过程中，针对不同材料进行激光加工表面微织构时需要不同的激光加工工艺。对于硬质合金而言，其WC相具有陶瓷材料本征特性，对激光具有较高的吸收率，且相较于金属材料，其具有更高的熔点和更高的熔化粘滞系数，因此更容易在微结构壁面产生重凝层；而硬质合金中的金属粘结相的熔点较低，高温下容易熔化并从基体流失，使得基体强度降低。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面微结构的晶须增韧加工方法，其特征在于：包括：首先，对加工的复合材料进行成型烧结，形成带有晶须的硬质合金材料，以实现增强硬质合金材料的韧性；其次，采用激光加工和冷却方式的结合对硬质合金材料的表面微结构进行加工，并通过控制激光加工的参数使得微结构附近的组织产生晶须或使原有的晶须增长，以保证硬质合金材料表面微结构的性能。

【技术特征摘要】
1.一种表面微结构的晶须增韧加工方法，其特征在于：包括：首先，对加工的复合材料进行成型烧结，形成带有晶须的硬质合金材料，以实现增强硬质合金材料的韧性；其次，采用激光加工和冷却方式的结合对硬质合金材料的表面微结构进行加工，并通过控制激光加工的参数使得微结构附近的组织产生晶须或使原有的晶须增长，以保证硬质合金材料表面微结构的性能。2.根据权利要求1所述的表面微结构的晶须增韧加工方法，其特征在于：所述对加工的复合材料进行成型烧结，形成带有晶须的硬质合金材料，以实现增强硬质合金材料的韧性是指，包括以下步骤：第一步，对复合材料进行致密化，压力为500MPa，压好的块状胚致密度为75％-80％；第二步，在1500℃时保温5min，压力为0MPa；第三步，对复合材料进行高温1800℃烧结，然后随炉冷却至1600℃时进行保温1h，直至冷却至室温，实现晶须的相转变，形成带有晶须的硬质合金材料，以实现增强硬质合金材料的韧性。3.根据权利要求1所述的表面微结构的晶须增韧加工方法，其特征在于：所述采用激光加工和冷却方式的结合对硬质合金材料的表面微结构进行加工，并通过控制激光加工的参数使得微结构附近的组织产生晶须或使原有的晶须增长，以保证硬质合金材料表面微结构的性能是指，包括以下步骤：第一步，设置冷却装置，将硬质合金材料放置于冷却装置上；同时调节冷却装置的参数，使得硬质合金材料处于-20℃；第二步，在硬质合金材料表面喷洒纯净水，使得硬质合金材料表面产生冰层；第三步，设置激光的单脉冲能量和控制激光的扫描速度，并将激光的焦点定位于冰层以下的硬质合金材料表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁良，袁建东，李小强，刘欣，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44