專利名稱：高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于材料表面熱處理領域，更具體的說，是涉及一種利用激光技術對藥品制造中的高速壓片機不銹鋼沖盤進行表面處理使其產生固態(tài)相變硬化的方法。
背景技術：
目前，根據(jù)GMP即《藥品生產質量規(guī)范》規(guī)定藥品制造中的高速壓片機沖盤均改為不銹鋼材料。由于高速壓片機沖盤要求具有一定的耐磨性，從而達到要求的使用壽命。如果對不銹鋼沖盤不進行表面處理，其表面硬度低，耐磨性差，不能達到使用壽命的要求。因此，如何對不銹鋼沖盤表面進行處理以達到耐磨性和使用壽命的要求成為目前要解決的技術問題。目前，一種處理的方法是使用涂鍍方法在沖盤表面涂鍍上一層耐磨材料，以提高耐磨性。但這種方法加工出的沖盤的表面涂鍍層對藥品表面產生污染，影響藥片的質量。另一種處理方法是采用對沖盤進行整體淬火，由于整體淬火后的沖盤整體硬度提高，變形大，使得后續(xù)加工處理工藝復雜，加工效率低，加工成本高。而且很難滿足加工精度的要求。且由于變形大，加工后沖盤表面硬度分布不均勻。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在有效提高沖盤表面耐磨性的同時，工藝控制簡單，后續(xù)加工效率高、成本低、精度高的高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化處理方法。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化處理方法，其特征在于，包括下述步驟
(1)對高速壓片機不銹鋼沖盤測量半徑尺寸R，進行反變形設計，即從圓心向外車一個tgθ＝A/R的斜坡；(2)將高速壓片機不銹鋼沖盤待處理表面清理干凈；(3)將吸光涂料均勻的涂抹在待處理表面上；(4)將涂抹好涂料的沖盤放在工作臺上，激光束離焦量為L；(5)沖盤旋轉或激光束移動，用1.0×103～2.0×104的功率密度，快速掃描加工表面，使其加熱到熔點以下相變點溫度以上，產生相變硬化；(6)待自然冷卻后進行表面清理、檢查。
上述A為0.08～0.25mm。
上述激光束離焦量為10～20mm。
上述激光掃描速度為0.5～4m/min。
上述激光束的輸出功率為800～1500W。
上述激光束的光斑直徑為2～4mm。
本發(fā)明具有下述優(yōu)點1.由于激光束只對沖盤表面進行處理，表面硬度提高，而其他部分的硬度不發(fā)生變化，工藝控制簡單。后續(xù)加工容易，加工效率高，加工成本低。而且能保證沖盤加工后精度高。
2.由于在表面處理前采用反變形處理工藝，使得沖盤加工后表面晶粒小，晶粒均勻一致，硬度分布均勻，耐磨性高。
具體實施例方式
以下結合具體實施例對本發(fā)明詳細說明。
本發(fā)明的高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化處理方法，包括下述步驟首先，對高速壓片機不銹鋼沖盤測量半徑尺寸R，進行反變形設計，即從圓心向外車一個tgθ＝A/R的斜坡，A為0.08～0.25mm。再將高速壓片機不銹鋼沖盤待處理表面清理干凈，去除油污。可以采用常規(guī)的表面清理方法，如使用丙酮清洗。
將吸光涂料均勻的涂抹在待處理表面上。將涂抹好涂料的沖盤放在工作臺上，激光束離焦量為L，L為10～20mm。吸光涂料可以采用常規(guī)的吸光涂料，例如清華大學研制的TH-2型吸光涂料。
根據(jù)工件要求硬化層深及加工余量選擇1.0×103～2.0×104W/cm2的功率密度，即確定激光束的輸出功率P(W)、激光掃描速度V(m/min)、光斑直徑d(mm)。激光束的輸出功率可以為800～1500W，光斑直徑可以為2～4mm，激光掃描速度可以為0.5～4m/min。 沖盤旋轉或激光束移動，快速掃描加工表面，使其加熱到熔點以下相變點溫度以上，產生相變硬化。待自然冷卻后進行表面清理、檢查。
沖盤旋轉速度為1.1～2.2r/min。
實施例對高速壓片機2Cr 13沖盤激光固態(tài)相變硬化處理，其按如下步驟進行測量尺寸，半徑尺寸為232.5mm。反變形設計，取A為0.15mm，從沖盤圓心向外車一個角度為0.04度的斜坡。
將待處理表面用丙酮清洗干凈，徹底清除油污。將清華大學研制的TH-2型吸光涂料均勻的涂抹在待處理表面上。將涂抹好涂料的沖盤放在工作臺上，選用焦距為350mm的聚焦透鏡，離焦量L為15mm。確定激光束功率大小為1100W，激光束掃描速度為2.2m/min，光斑直徑為2mm。沖盤旋轉，旋轉速度1.1～2.2r/min，激光從外圈向內圈掃描的過程中，半徑不斷減小，所以旋轉速度要根據(jù)半徑變化不斷增大，V＝ωR。激光束掃描加工表面，使其產生相變硬化。待自然冷卻后進行表面清理、檢查。進行表面清理、檢查，后續(xù)加工。
采用上述方法處理的高速壓片機不銹鋼沖盤硬度可以提高到HV540，硬化層深度達到0.5mm以上。
盡管參照實施例對所公開的涉及一種高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化處理方法進行了特別描述，以上描述的實施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本
權利要求
1.一種高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化處理方法，其特征在于，包括下述步驟(1)對高速壓片機不銹鋼沖盤測量半徑尺寸R，進行反變形設計，即從沖盤圓心向外車一個tgθ＝A/R的斜坡，A為0.08～0.25mm；(2)將高速壓片機不銹鋼沖盤待處理表面清理干凈；(3)將吸光涂料均勻的涂抹在待處理表面上；(4)將涂抹好涂料的沖盤放在工作臺上，激光束離焦量為L；(5)沖盤旋轉或激光束移動，用1.0×103～2.0×104W/cm2的功率密度，快速掃描加工表面，使其加熱到熔點以下相變點溫度以上，產生相變硬化；(6)待自然冷卻后進行表面清理、檢查。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化的處理方法，其特征在于上述激光束離焦量為10～20mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化的處理方法，其特征在于上述激光掃描速度為0.5～4m/min。
4.根據(jù)權利要求1所述的高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化的處理方法，其特征在于上述激光束的輸出功率為800～1500W。
5.根據(jù)權利要求1所述的高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化的處理方法，其特征在于上述激光束的光斑直徑為2～4mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化處理方法，旨在提供一種在有效提高沖盤表面耐磨性的同時，工藝控制簡單，后續(xù)加工效率高、成本低、精度高的高速壓片機沖盤激光固態(tài)相變硬化處理方法。該方法包括下述步驟對高速壓片機不銹鋼沖盤測量半徑尺寸R，進行反變形設計，將待處理表面清理干凈；將吸光涂料均勻的涂抹在待處理表面上；將沖盤放在工作臺上，沖盤旋轉或激光束移動，快速掃描加工表面，使其加熱到熔點以下相變點溫度以上，產生相變硬化；進行表面清理、檢查。由于激光束只對沖盤表面進行處理，表面硬度提高，而其他部分的硬度不發(fā)生變化，工藝控制簡單。后續(xù)加工容易，加工效率高，加工成本低。硬度分布均勻。
文檔編號C21D1/09GK1730676SQ20051001489
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月30日 優(yōu)先權日2005年8月30日
發(fā)明者周志成, 王洪玉 申請人:天津修船技術研究所