本发明专利技术公开了一种铸铁凸轮轴激光熔凝表面强化工艺。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现，a.用丙酮清洗干净待加工凸轮轴，表面刷增强吸收涂料;b.将上述凸轮轴放置恒温箱中在2000C保温1小时，c.采用5KW横流CO2激光器，激光束经抛物面反射聚焦镜聚焦后形成均匀光束，多模式光斑;调整聚焦镜与工件间距离，来确定光斑直径;在功率密度p=500-800w、扫描速度v=20-25mm/s、光斑直径d=2.2-3mm条件下进行激光熔凝处理；在加工过程中使用氦气侧吹保护激光熔凝部位。使用本发明专利技术工艺硬化后的铸铁凸轮轴表面没有软带间隔，手感平整光滑，宏观无弯曲变形，微观无因内应力引发的裂纹和气孔缺陷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传动装置加工领域，更具体地说，是涉及一种凸轮轴激光熔凝表面强化工艺。
技术介绍
凸轮轴是传动装置所需重要零件之一，要有一定的硬度来保证其耐磨性。整轴有较高的精度，变形量不超过0.02mm，为满足上述要求，一般用中频淬火或等温盐浴淬火。由于汽车等行业的发展，对凸轮轴材质性能也提出了各种不同的要求，在成本合理的前提下， 激光熔凝凸轮轴表面是增加其耐磨性的方法之一。它是利用激光的一些特性来达到快速局部熔凝的高新技术，与传统表面强化技术相比，它具有一系列优点组织细化，硬度高，不变形，可以通过改变激光工艺参数的方法，根据凸轮轴桃不同部位受力状况不同，来获得所需熔凝部位、层深和组织结构。但目前激光熔凝工艺加工铸铁凸轮轴表面存在裂纹。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种铸铁凸轮轴激光熔凝表面强化工艺。本专利技术铸铁凸轮轴激光熔凝表面强化工艺，通过下述技术方案予以实现，a.用丙酮清洗干净待加工凸轮轴，表面刷增强吸收涂料；b.将上述凸轮轴放置恒温箱中在200°C保温1小时，c.采用5KW横流CO2激光器，激光束经抛物面反射聚焦镜聚焦后形成均勻光束，多模式光斑；调整聚焦镜与工件间距离，来确定光斑直径；在功率密度P=500-800w、扫描速度 V=20-25mm/s、光斑直径d=2. 2_3mm条件下进行激光熔凝处理；在加工过程中使用氦气侧吹保护激光熔凝部位。使用本专利技术工艺硬化后的铸铁凸轮轴表面没有软带间隔，手感平整光滑，宏观无弯曲变形，微观无因内应力引发的裂纹和气孔缺陷，检测表面各处硬度平均达到HV700-810 (HRC59-64)。用中频淬火或等温盐浴淬火处理铸铁凸轮轴，表面各处硬度平均达到 HV510-580 (HRC50-57)。实际应用时，在热量值一定的情况下，可根据具体条件及参数范围选用合理的激光功率P (W)、扫描速度V (mm/s)、光斑直径d (mm)。综合工艺参数q=p/dv (激光比能J/ mm2)，改变激光比能 q (4. 5-13J/mm2)、扫描速度 ν (10-35mm/s)、光斑直径 d (1.5-4mm)。q 值的增大，硬化层深度也增大；凸轮轴的表面硬度也随其由低向高变化，并在q=10J/mm2达到峰值(HV820)，然后q再增加，硬度逐步减少。当激光比能为10J/mm2时(p=800w，V=25mm/ s,d=3. 2mm)可获得组织均勻致密，表面比较平整光滑的熔凝层。在高功率激光作用下金相组织分三层，表层(熔凝区)为细密条状奥氏体(HV810)，过度层(相变硬化区)为更为细小的莱氏体和较多的粗针状马氏体+残留奥氏体+未熔石墨(HV800)，里层(未熔区)由细小的高碳针状马氏体+残留奥氏体+石墨组成(HV720)。此外石墨发生溶解，进入基体，增加了炭量，这样它就由一个极软的弱化相变成了一个优良的强化相，从而大大提高铸铁零件的耐磨性能，结果见图1。附图说明图1是耐磨试验对照结果图； 图2 是激光熔凝装置框图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。实施例1 a.用丙酮清洗干净待加工凸轮轴，表面刷增强吸收涂料；所述涂料为Al2O3与工业酒精混合，比例为1 :0. 75，通过搅拌器均勻搅拌，b.将上述凸轮轴放置恒温箱中在200°C保温1小时，c.采用5KW横流CO2激光器，激光束经抛物面反射聚焦镜聚焦后形成均勻光束，多模式光斑；调整聚焦镜与工件间距离，来确定光斑直径；在功率密度P=800w、扫描速度v=25mm/ s、光斑直径d=3mm条件下进行激光熔凝处理；在加工过程中使用氦气侧吹保护激光熔凝部位。实施例2:a.用丙酮清洗干净待加工凸轮轴，表面刷增强吸收涂料；所述涂料为Ni60+60%Cr3C2与工业酒精混合，比例为1 :0. 50，通过搅拌器均勻搅拌，b.将上述凸轮轴放置恒温箱中在200°C保温1小时，c.采用5KW横流CO2激光器，激光束经抛物面反射聚焦镜聚焦后形成均勻光束，多模式光斑；调整聚焦镜与工件间距离，来确定光斑直径；在功率密度P=650w、扫描速度v=20mm/ s、光斑直径d=3mm条件下进行激光熔凝处理；在加工过程中使用氦气侧吹保护激光熔凝部位。实施例3:a.用丙酮清洗干净待加工凸轮轴，表面刷增强吸收涂料；所述涂料为M60合金粉末与工业酒精混合，比例为1 :0. 70，通过搅拌器均勻搅拌，b.将上述凸轮轴放置恒温箱中在200°C保温1小时，c.采用5KW横流CO2激光器，激光束经抛物面反射聚焦镜聚焦后形成均勻光束，多模式光斑；调整聚焦镜与工件间距离，来确定光斑直径；在功率密度P=500w、扫描速度v=20mm/ s、光斑直径d=2. 5mm条件下进行激光熔凝处理；在加工过程中使用氦气侧吹保护激光熔凝部位。现有激光熔凝装置如图1所示，激光束位置固定，通过微机控制工作台的运动，以及激光功率等参数变化、获得良好的硬化性能，可以实现自动化生产。激光熔凝伴随有传热、辐射、固化、分子取相及可能的结晶等物理变化，这些过程的进展特点取决于激光强度(功率密度)、持续时间(扫描速度)、光斑直径以及被加工材料的性能等工艺参数。上面所述的实施例仅仅是对本专利技术优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的构思和范围进行限定，在不脱离本专利技术 设计思想的前提下，本领域中普通工程技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应属于本专利技术的保护范围。权利要求1.一种铸铁凸轮轴激光熔凝表面强化工艺，其特征是，按照下述步骤进行a.用丙酮清洗干净待加工凸轮轴，表面刷增强吸收涂料；b.将上述凸轮轴放置恒温箱中在200°C保温1小时，c.采用5KW横流CO2激光器，激光束经抛物面反射聚焦镜聚焦后形成均勻光束，多模式光斑；调整聚焦镜与工件间距离，来确定光斑直径；在功率密度P=500-800w、扫描速度 V=20-25mm/s、光斑直径d=2. 5_3mm条件下进行激光熔凝处理；在加工过程中使用氦气侧吹保护激光熔凝部位。2.根据权利要求1所述的铸铁凸轮轴激光熔凝表面强化工艺，其特征是，所述增强吸收的涂料为Al2O3与工业酒精混合，比例为1 :0. 75，或为Ni60+60% Cr3C2与工业酒精混合， 比例为1 :0. 50,或Ni60合金粉末与工业酒精混合，比例为1 :0. 70，均通过搅拌器均勻搅拌。3.根据权利要求1所述的铸铁凸轮轴激光熔凝表面强化工艺，其特征是，所述步骤c中在功率密度P=800w、扫描速度v=25mm/S、光斑直径d=3mm条件下进行激光熔凝处理。全文摘要本专利技术公开了一种铸铁凸轮轴激光熔凝表面强化工艺。本专利技术通过下述技术方案予以实现，a.用丙酮清洗干净待加工凸轮轴，表面刷增强吸收涂料;b.将上述凸轮轴放置恒温箱中在2000C保温1小时，c.采用5KW横流CO2激光器，激光束经抛物面反射聚焦镜聚焦后形成均匀光束，多模式光斑;调整聚焦镜与工件间距离，来确定光斑直径;在功率密度p=500-800w、扫描速度v=20-25mm/s、光斑直径d=2.2-3mm条件下进行激光熔凝处理；在加工过程中使用氦气侧吹保护激光熔凝部位。使用本专利技术工艺硬化后的铸铁凸轮轴表面没有软带间隔，手感平整光滑，宏观无弯曲变形，微观无因内应力引发的裂纹和气孔缺陷。文档本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李会山，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事交通学院，
类型：发明
国别省市：
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