专利名称：一种激光复合微织构修复强化齿轮的方法
技术领域：
本发明涉及机械制造领域，具体涉及各类机械设备中使用的齿轮件，适用于变速装置和传动装置中，特别涉及一种激光复合微织构修复强化齿轮的方法。
背景技术：
齿轮是依靠轮齿的啮合传递扭矩的轮状机械零件。齿轮通过与其它齿状机械零件传动，可改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。现有方法制造出的齿轮失效的主要形式是齿面的磨损失效，点蚀，胶合，主要是由于轮齿表面基体磨损，轮齿厚度减小，最终导致传动失效，寿命终止。很多大型齿轮失效后若更换新的，成本太高。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种激光复合微织构修复强化齿轮的方法；该激光复合微织构修复强化齿轮的方法可提高轮齿表面耐磨性，以及对损伤的齿轮进行修复。本发明是通过如下技术方案实现的一种激光复合微织构修复强化齿轮的方法，包括以下步骤(1)在齿轮件的啮合面上进行激光涂覆造型处理；(2)在涂覆层表面进行激光冲击强化处理，得到进行复合微织构修复强化的齿轮。本发明的进一步设置在于，步骤(I)包括如下子步骤(1.1)将已磨损的齿轮件本体重新对啮合面用打磨机打磨；(1. 2)采用激光涂覆方法，在打磨后的齿轮件表面制作镍基耐磨合金粉末涂覆层；(1. 3)对激光涂覆后的啮合面进行加工，使其接近设计尺寸。本发明的进一步设置在于，步骤(2)包括如下子步骤(2.1)将表面有涂覆层的齿轮件安装在飞秒激光器上，激光枪对准啮合面，启动激光器，对哨合面进行逐一有规律的冲击；(2. 2)对激光冲击强化后的啮合面研磨至设计尺寸成为成品。本发明利用激光束能量高度集中、方向高度集中的特性，在大气环境下进行无污染操作，在廉价金属材料表面形成一层硬度高、无裂纹，且与基体呈冶金结合的高性能涂覆层，将金属良好的坚韧性和涂层材料的高硬度、高化学稳定性、高耐磨性结合起来，是一种高性能复合微织构的生产工艺。本发明所述的激光复合微织构修复强化齿轮的方法，首先采用激光涂覆的方法将齿轮加工至原有尺寸，并通过激光对轮齿进行强化，使其硬度和耐磨性能得以大幅提高。通过检测采用本发明所述方法修复强化的齿轮件可以看出，耐磨层厚度均匀，硬度分布梯次均匀，强化层洛氏硬度为HRC65，耐磨性比普通齿轮件提高3倍以上。
图1为激光复合微织构修复强化齿轮的方法流程图；图2为激光复合微织构修复齿轮件的主视图；图3为激光复合微织构修复齿轮件齿面上激光微织构的图案一；图4为激光复合微织构修复齿轮件齿面上激光微织构的图案二 ；1.齿轮件本体2.轮齿3.涂覆层
具体实施例方式如图1-2所示，本发明提供了一种激光复合微织构修复强化齿轮的方法，包括以下步骤(I)在齿轮件的啮合面上进行激光涂覆造型处理；具体的讲，包括(1.1)将已磨损的齿轮件本体I重新对啮合面用打磨机打磨，要求轮齿2厚度比原设计值减小2mm左右；(1. 2)采用激光涂覆方法，在打磨后的齿轮件表面制作镍基耐磨合金粉末涂覆层3 ;激光器输出功率为5kw，扫描速度400mm/min，送粉率为18g/min，一次熔覆的厚度为1.5-2_，可进行多次熔覆；并预留打磨余量。(1. 3)对激 光涂覆后的工作面加工接近其设计尺寸。(2)在涂覆层3的表面进行激光冲击强化处理，得到进行复合微织构修复强化的齿轮。(2.1)将齿轮件安装在飞秒激光器上，激光枪对准啮合面，启动激光器，对啮合面进行逐一有有规律的冲击；可是矩阵凹坑(如图3所示)，也可是网格纹路(如图4所示)，激光器输出功率为5kw;(2. 2)对激光冲击强化后的啮合面研磨至设计尺寸成为成品。
权利要求
1.一种激光复合微织构修复强化齿轮的方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)在齿轮件的啮合面上进行激光涂覆造型处理； (2)在涂覆层表面进行激光冲击强化处理，得到进行复合微织构修复强化的齿轮。
2.根据权利要求1所述的激光复合微织构修复强化齿轮的方法，其特征在于，步骤(I)包括如下子步骤 (1.1)将已磨损的齿轮件本体重新对啮合面用打磨机打磨； (1. 2)采用激光涂覆方法，在打磨后的齿轮件表面制作镍基耐磨合金粉末涂覆层； (1. 3)对激光涂覆后的啮合面进行加工，使其接近设计尺寸。
3.根据权利要求1所述的激光复合微织构修复强化齿轮的方法，其特征在于，步骤(2)包括如下子步骤 (2.1)将表面有涂覆层的齿轮件安装在飞秒激光器上，激光枪对准啮合面，启动激光器，对哨合面进行逐一有规律的冲击； (2. 2)对激光冲击强化后的啮合面研磨至设计尺寸成为成品。
全文摘要
本发明提供了一种激光复合微织构修复强化齿轮的方法，包括以下步骤(1)在齿轮件的啮合面上进行激光涂覆造型处理；(2)在涂覆层表面进行激光冲击强化处理，得到进行复合微织构修复强化的齿轮。本发明所述的激光复合微织构修复强化齿轮的方法，首先采用激光涂覆的方法将齿轮加工至原有尺寸，并通过激光对轮齿进行强化，使其硬度和耐磨性能得以大幅提高。通过检测采用本发明所述方法修复强化的齿轮件可以看出，耐磨层厚度均匀，硬度分布梯次均匀，强化层洛氏硬度为HRC 65，耐磨性比普通齿轮件提高3倍以上。
文档编号C23C24/10GK103060796SQ201310013060
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者冯爱新, 裴绍虎, 薛伟, 顾永玉 申请人:温州大学, 成都工具研究所有限公司, 江苏大学