专利名称：大扭矩摩擦片激光强化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属材料表面激光强化处理工艺，特别是一种大扭矩摩擦片的激光表面强化工艺。
二、技术背景现在普遍采用的金属材料表面的激光强化工艺，强化处理的对象主要是体积比较大，结构和形状比较复杂的工件，这些工件不易采用传统的热处理工艺进行强化处理。而一些大型装载运输工具如坦克、飞机、大型车辆和船舶等齿轮箱用大扭矩摩擦片，由于均采用铜基粉末冶金工艺制成，用传统的热处理工艺进行表面强化处理时，无法克服摩擦片的变形和开裂现象，因而，目前出厂前投入使用的大扭距摩擦片，都不进行传统的表面强化热处理，更没有使用激光技术对大扭矩摩擦片的表面进行强化处理的有关报道和生产工艺。
发明内容
本发明的目的就是将目前普遍应用于大型零配件表面的激光强化工艺应用于铜基粉末冶金制成的大扭矩摩擦片的表面强化上，并配以特定的强化涂层材料，使经过激光强化处理后的大扭矩磨擦片与同类产品比摩擦系数更大、耐热性能更强、使用寿命更长。
为实现上述的目的，本发明采用了如下技术方案。
一种大扭距摩擦片的激光强化工艺，主要工艺步骤依次为，配制涂料、清洗摩擦片，摩擦片表面附着涂料，装卡摩擦片于激光发生器前，激光扫描和清理处理后的摩擦片，其特征在于所述的配制涂料工艺是，将涂料组元按比例配好，经干混一定时间后，加入有机溶剂再混一定时间后即可；所述的清洗摩擦片步骤是，用汽油或丙酮将待处理摩擦片的表面清洗干净并干燥；所述的摩擦片表面附着涂料步骤是，将以上所述的涂料均匀地涂刷或喷涂于清洗并干燥后的待处理摩擦片的表面，再将附着了涂料的摩擦片自然晾干或烘干；所述的装卡摩擦片于激光发生器前，是将晾干后的待处理的摩擦片装卡在台具上，井使摩擦片和台具紧密接触，摩擦片和台具装好后，将其整体装卡在激光发生器前面的旋转台上；所述的激光扫描步骤是，将处理参数输入激光发生器的数控计算机、调整激光输出的光斑和功率，并开放保护气体，对摩擦片进行激光扫描，扫描过程可以是间断或分段扫描；所述的清理处后的摩擦片，是将处理后的摩擦片冷却后对其进行修整，去除表面的灰粉和结疤，保持摩擦片表面的光洁。所述的涂料的组元成份是C、W、RxOy，其重量比分别是C∶85-95％、W∶2-10％、RxOy∶1-5％。摩擦片表面附着的涂料层厚度为0.05至0.2毫米。所述的激光扫描步骤中，激光发生器输出功率为300-1500W，光斑面积为0.07至3.0cm2，激光扫描速度为300-1500mm/分，激光发生器喷射到摩擦片表面的保护气体为惰性气体。
由于采用了上述方案，经激光强化处理后的大扭矩摩擦片，经检测表明其动、静摩擦系数和使用寿命均明显高于未处理过的摩擦片。
具体实施例方式本发明的详细工艺为在对铜基粉末冶金制成的大扭矩摩擦片进行激光强化处理前，先配置摩擦片表面的涂层材料，涂层材料的组元为C、W、RxOy，其重量比为C∶85-95％、W∶2-10％、RxOy∶1-5％，将涂层材料组元按比例配好后，经混料机干混数分钟后，加入有机溶剂再混数分钟之后，涂层材料即配好。之后将待处理的摩擦片用汽油或丙酮进行清洗，去除表面的油污和粉尘，清洗干净并干燥后，在待处理的摩擦片表面涂刷涂层。涂刷涂层材料时可用毛刷或喷涂器进行均匀涂置，涂层厚度为0.05-0.2mm。将涂置好的摩擦片悬挂于专门设置的挂钩上自然晾干。之后，将充分晾干后的摩擦片装卡在紫铜台具上，装卡时将待处理的摩擦片和台具紧密接触，并用压板压紧，以增加散热面积和防止激光扫描时引起摩擦片变形，摩擦片和台具装好后，将其整体装卡在位于激光发生器前的旋转台上。之后，将预定参数输入激光发生器数控器的计算机内，调整激光发生器的输出功率和光斑的面积并开放保护气体。激光发生器输出功率为300-1500W，光斑面积为0.07至3.0cm2，激光扫描速度为30-1500mm/分，用惰性气体作为保护气体，以防止摩擦片在激光高温处理下被氧化。之后开启激光机对摩擦片进行扫描，激光扫描后的摩擦片应保持表面光洁，不应有任何的烧熔和结疤，因此，最后要对经激光扫描并经冷却后的摩擦片表面进行必要的修整和清理，保证其表面质量。
权利要求
1.一种大扭距摩擦片的激光强化工艺，主要工艺步骤依次为，配制涂料、清洗摩擦片，摩擦片表面附着涂料，装卡摩擦片于激光发生器前，激光扫描和清理处理后的摩擦片，其特征在于所述的配制涂料工艺是，将涂料组元按比例配好，经干混一定时间后，加入有机溶剂再混一定时间后即可；所述的清洗摩擦片步骤是，用汽油或丙酮将待处理摩擦片的表面清洗干净并干燥；所述的摩擦片表面附着涂料步骤是将以上所述的涂料均匀地涂刷或喷涂于清洗并干燥后的待处理摩擦片的表面，再将附着了涂料的摩擦片自然晾干或烘干；所述的装卡摩擦片于激光发生器前，是将晾干后的待处理摩擦片装卡在台具上，并使摩擦片和台具紧密接触，摩擦片和台具装好后，将其整体装卡在激光发生器前面的旋转台上；所述的激光扫描步骤是，将处理参数输入激光发生器的数控计算机、调整激光输出的光斑和功率，并开放保护气体，对摩擦片进行激光扫描，扫描过程可以是间断或分段扫描；所述的清理处理后的摩擦片，是将处理后的摩擦片冷却后对其进行修整，去除表面的灰粉和结疤，保持摩擦片表面的光洁。
2.如权利要求1所述的大扭距摩擦片的激光强化工艺，其特征在于所述的涂料的组元成份是C、W、RxOy，其重量比分别是C 85-95％、W 2-10％、RxOy1-5％。
3.如权利要求1所述的大扭距摩擦片的激光强化工艺，其特征在于摩擦片表面的涂料层，其厚度为0.05至0.2毫米。
4.如权利要求1所述的大扭距摩擦片的激光强化工艺，其特征在于所述的激光扫描步骤中，激光发生器输出功率为300-1500W，光斑面积为0.07至3.0cm2，激光扫描速度为300-1500mm/分，激光发生器喷射到摩擦片表面的保护气体为惰性气体。
全文摘要
一种大扭矩摩擦片激光强化工艺，主要工艺步骤依次为配制涂料、清洗摩擦片、摩擦片表面附着涂层材料、装卡摩擦片于激光发生器前，激光扫描和清理处理后的摩擦片等，该工艺方法是首次将激光表面强化技术应用于诸如坦克、飞机、大型车辆和船舶的齿轮箱用大扭矩摩擦片的表面强化处理中，此类大扭矩摩擦片由于采用铜基粉末冶金制成，用传统的热处理工艺进行表面强化处理，无法克服变形和开裂现象，激光强化处理是最有效的处理手段。经激光表面强化处理后的摩擦片，其动、静摩擦系数、耐热性能和使用寿命明显高于未处理的摩擦片。
文档编号C23C24/08GK1410594SQ0212460
公开日2003年4月16日 申请日期2002年6月17日 优先权日2002年6月17日
发明者蔺文耀, 赵能怀, 雷化南 申请人:包头市光通激光技术有限公司