专利名称：激光强化膜片弹簧指端的工艺方法
技术领域：
本实发明涉及一种机械加工方法，尤其涉及一种使用激光强化汽车、拖拉机所使用膜片式离合器中膜片弹簧指端的工艺方法。
背景技术：
膜片弹簧是膜片式离合器的关键零件，其指端起着分离杠杆的作用，在离合器高速旋转的过程中，膜片弹簧指端与分离轴承之间作高速相对摩擦运动，所以指端的耐磨性对离合器的寿命影响很大。
目前，解决膜片指端耐磨性的办法有指端加宽、高频淬火、热喷涂、焊接耐磨材料和局部回火。
指端加宽主要是指加大指端接触面积，降低压强，来达到提高耐磨性的目的。由于受结构的限制，面积增加不会很多，所以耐磨性提高不明显。
高频淬火是利用感应加热，在指端局部加热后淬火来提高指端的耐磨性。由于膜片弹簧是冲压薄形钢件，高频淬火后是整个截面均被淬硬，而不是通常说的仅形成硬化层；同时由于受加热速度的限制，高频淬火区与外围基体之间存在一个硬度比外围基体低的软带，容易折断，造成破坏性失效。
热喷涂是在膜片指端喷涂上一层耐磨合金来提高其耐磨性，这种方法效果较好，但设备投资、能源及贵金属消耗比较大，尺寸精度难以保证。
焊接耐磨材料是在膜片指端焊上耐磨材料(例如耐磨钢丝)来提高耐磨性，这种方法与热喷涂相似，效果较好，但设备投资、能源及贵金属消耗比较大，尺寸精度难以保证。
局部回火是利用膜片弹簧整体淬火后，通过模具对外围基体局部加热回火，而使中间指端部分保持较高硬度来提高膜片的耐磨性。这种方法膜片指端和外围之间没有软带，但硬度和耐磨性低于高频淬火，并且工装模具投资大，生产效率低。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能源、材料消耗少、生产效率高、指端耐磨性能得到明显加强的激光强化膜片弹簧指端的工艺方法。
本工艺方法是将一定功率的激光准确地引导至已整体回火的膜片弹簧指端表面，控制激光在指端的扫描速度，指端部分经过激光淬火并经冷却后在表面形成一层具有一定厚度的硬化层，再经抛光处理、表面防锈处理即可。
在上述工艺方法中，所使用激光的功率一般为500-5000W，最佳为1000-3500W，采用圆形或矩形光斑，其中圆形光斑直径为φ2-15mm，最佳为φ6-13mm，矩形光斑宽为1-4mm，最佳为1-2mm，长为5-20mm，最佳为8-15mm，控制激光在指端部分扫描的速度为0.1-6m/min，最佳为0.8-3.0m/min，指端表面经过上述激光淬火后，采用自然冷却或喷水等强制冷却的方法进行冷却，形成厚度在0.4-0.8mm、硬度为55-67HRC的硬化层。
本发明与加宽指端的方法相比，提高耐磨性更明显；与高频淬火相比，不存在软带区，硬度比高频淬火更高；耐磨性更好；与热喷涂和焊接耐磨材料相比，能源、材料消耗少，充分利用膜片弹簧本身材料的潜力；与局部回火的膜片相比，耐磨性更好，生产效率更高，工装投资更少。本发明简便易行，强化后零件表面光滑，变形小，硬化层具有很高的硬度，不需回火，与其它工序可以无缝集成；同时，激光是一种强力，非接触和清洁的能源，基本不消耗原材料。
图1是本发明中膜片弹簧分离指指端经激光强化后的结构示意图；图2是图1中A-A方向剖视图。
图中，1-分离指，2-指端硬化层。
具体实施例方式实施例1将功率为500W、光斑直径为φ2mm的激光准确引导至膜片弹簧指端，控制激光在指端的扫描速度为0.1m/min，指端部分经过激光淬火后，自然冷却，即在表面形成一层厚度为0.4mm、硬度为55HRC的硬化层。
实施例2将功率为1000W、光斑直径为φ6mm的激光准确引导至膜片弹簧指端，控制激光在指端的扫描速度为4m/min，指端部分经过激光淬火后，自然冷却，即在表面形成一层厚度为0.6mm、硬度为60HRC的硬化层。
实施例3将功率为1500W、光斑直径为φ15mm的激光准确引导至膜片弹簧指端，控制激光在指端的扫描速度为0.8m/min，指端部分经过激光淬火后，强制冷却，即在表面形成一层厚度为0.7mm、硬度为65HRC的硬化层。
实施例4将功率为5000W、光斑直径为φ13mm的激光准确引导至膜片弹簧指端，控制激光在指端的扫描速度为6m/min，指端部分经过激光淬火后，自然冷却，即在表面形成一层厚度为0.8mm、硬度为67HRC的硬化层。
实施例5将功率为3500W、光斑长为5mm，宽为1mm的激光准确引导至膜片弹簧指端，控制激光在指端的扫描速度为0.3m/min，指端部分经过激光淬火后，强制冷却，即在表面形成一层厚度为0.5mm、硬度为58HRC的硬化层。
实施例6将功率为2500W、光斑长为20mm，宽为4mm的激光准确引导至膜片弹簧指端，控制激光在指端的扫描速度为0.5m/min，指端部分经过激光淬火后，自然冷却，即在表面形成一层厚度为0.7mm、硬度为55HRC的硬化层。
权利要求
1.一种激光强化膜片弹簧指端的工艺方法，其特征在于包括下述工艺步骤a.将功率为500-5000W的激光准确引导至膜片弹簧指端表面；b.扫描；c.冷却；d.抛光、防锈处理。
2.根据权利要求1所述的一种激光强化膜片弹簧指端的工艺方法，其特征在于所述激光功率为1000-3500W。
3.根据权利要求1所述的一种激光强化膜片弹簧指端的工艺方法，其特征在于所述扫描速度为0.1-6m/min。
4.根据权利要求1所述的一种激光强化膜片弹簧指端的工艺方法，其特征在于所述扫描速度为0.8-3m/min。
5.根据权利要求1所述的一种激光强化膜片弹簧指端的工艺方法，其特征在于所述激光为φ2-15mm的圆形光斑或长5-20mm、宽1-4mm的矩形光斑。
6.根据权利要求1所述的一种激光强化膜片弹簧指端的工艺方法，其特征在于所述激光为φ6-13mm的圆形光斑或长8-15mm、宽1-2mm的矩形光斑。
全文摘要
本发明公开了一种激光强化膜片弹簧指端的工艺方法，该方法是将功率为500－1000W的激光准确引导至膜片弹簧指端表面，并在一定的区域内扫描，指端表面受激光辐射强化，冷却后即可得到厚度为0.4－0.8mm，硬度为55－67HRC的硬化层。本发明简便易行，强化后的零件表面光滑，变形小，硬化层具有很高的硬度，不需回火，与其它工序可无缝集成；而且生产效率高，能源、材料消耗少。
文档编号C21D1/09GK1490113SQ0213917
公开日2004年4月21日 申请日期2002年10月15日 优先权日2002年10月15日
发明者颜东, 严正峰, 刘文军, 颜 东 申请人:湖北三环离合器有限公司