本發(fā)明涉及一種薄板件熱處理方法，特別是一種薄板件激光淬火方法。

背景技術(shù)：

激光淬火作為一種新工藝，其基本機(jī)理是通過(guò)高能激光束掃描工件表面，工件表層材料吸收激光輻射能并轉(zhuǎn)化為熱能，然后通過(guò)熱傳導(dǎo)使周圍材料溫度以極快的速度升高到奧氏體相變以上、熔點(diǎn)以下，再通過(guò)材料基體的自冷卻作用使被加熱的表層材料以超過(guò)馬氏體相變臨界冷卻速度而快速冷卻，從而完成相變硬化?；善鳛槁?lián)軸節(jié)減震器傳動(dòng)中的關(guān)鍵零件，使用時(shí)不僅受傳動(dòng)所致彎矩，還要與花鍵軸嚙合摩擦所致接觸疲勞，故需要有良好的彈韌性和表面耐磨性，既需要提高工件表面硬度以實(shí)現(xiàn)耐磨，又需要保留芯部的調(diào)質(zhì)組織以保持調(diào)質(zhì)的良好韌性。采用氮化、感應(yīng)淬火或火焰淬火等工藝方案都不能滿足外硬內(nèi)軟的要求，可通過(guò)熱影響區(qū)小的激光淬火實(shí)現(xiàn)。但由于簧片類薄板件的基體少，通常在4mm以下的2.5mm左右，在激光加熱時(shí)工件整體升溫，工件自冷卻速度不能滿足馬氏體相變臨界冷卻速度的要求，不能實(shí)現(xiàn)淬火硬化。若在激光掃描使工件奧氏體化后再轉(zhuǎn)移至冷卻介質(zhì)中冷卻，則因加熱面與非加熱面的熱應(yīng)力及相變不同時(shí)性，工件會(huì)產(chǎn)生較大的變形，且容易因工件加熱透了整個(gè)厚度截面，造成整體硬化，其自冷卻能力不足而不能得到馬氏體轉(zhuǎn)變。為此，需要一種適用于薄板件的激光淬火方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種薄板件激光淬火，該利用水作為基體自冷能量?jī)?chǔ)備，使淬火層材料以超過(guò)馬氏體相變臨界冷卻速度而快速冷卻，從而實(shí)現(xiàn)表面淬火目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種薄板件激光淬火方法，包括以下步驟：

第一步，準(zhǔn)備：將待淬火薄板件浸在水體內(nèi)，僅淬火面露出水面；

第二步，淬火：利用激光淬火掃描頭對(duì)淬火區(qū)域進(jìn)行分段激光掃描，且分段掃描速度依次增大；

第三步，回火：采用低溫回火進(jìn)行回火處理，回火出爐后空冷。

采用前述技術(shù)方案的本發(fā)明，由于薄板件在加熱過(guò)程中因自身無(wú)法完成自冷，通過(guò)底部的水輔助冷卻，水位正好與工件水平高度相同，其淬火面暴露于空氣中，非淬火面置于水中，相當(dāng)于在非淬火面人為增加熱量吸收，保證在加熱過(guò)程中通過(guò)工件及工件非淬火面接觸的水吸收熱量，確保工件快速升溫后迅速冷卻；更重要的是，掃描速度采用前慢后快的方式進(jìn)行，以在前期因無(wú)熱量堆積時(shí)，通過(guò)激光束以低速度行走積蓄熱量；當(dāng)前期熱量產(chǎn)生堆積后，激光束升至正常行走速度；在即將完成時(shí)，以較快速度掃描，以避免掃描完成時(shí)的短時(shí)停頓造成熱量堆積而造成工件燒熔；另外，還通過(guò)低溫回火釋放應(yīng)力，使工件向熱前形狀回復(fù)，從而矯正工件的淬火變形。故本方法可實(shí)現(xiàn)薄板件的淺層深淬火，尤其是在小型聯(lián)軸節(jié)減震器的簧片上的應(yīng)用，解決了因感應(yīng)淬火易淬透和易開(kāi)裂的問(wèn)題，確保薄板構(gòu)件具有良好的塑形和耐磨性。

優(yōu)選的，所述淬火區(qū)域包括首段、中間段和尾段的至少三個(gè)分段，且中間段與首段之間的速度增量小于尾段與中間段之間的速度增量。以對(duì)淬火段進(jìn)行細(xì)分，確保淬火質(zhì)量和減少淬火變形。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述中間段由兩段組成。以進(jìn)一步淬火段進(jìn)行細(xì)分，確保淬火質(zhì)量和減少淬火變形。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述首段和尾段長(zhǎng)度均小于中間段，且尾段長(zhǎng)度小于首段。以在確保淬火質(zhì)量的同時(shí)，提高淬火工作效率。

更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述回火步驟中的回位溫度為140～180℃，時(shí)間3～5h。以確保淬火變形應(yīng)力充分釋放，減小或消除工件變形。

本發(fā)明的有益效果是，可實(shí)現(xiàn)薄板件的淺層深淬火，尤其是小型聯(lián)軸節(jié)減震器的簧片上的應(yīng)用，解決了因感應(yīng)淬火易淬透和易開(kāi)裂的問(wèn)題，確保薄板構(gòu)件具有良好的塑形和耐磨性。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

一種薄板件激光淬火方法，用于對(duì)薄板件類彈簧片進(jìn)行淬火處理，彈簧片材料為50CrVA，厚度1.97mm，淬火區(qū)域長(zhǎng)度42mm，淬火層深0.5～0.8mm，淬火面硬度要求58～62HRC，非淬火面硬度與基體硬度偏差≤3HRC，按以下步驟進(jìn)行：

第一步，準(zhǔn)備：將待淬火薄板件的彈簧片浸在輔助水箱的水體內(nèi)，僅使淬火面露出水面；

第二步，淬火：先將淬火區(qū)域長(zhǎng)度42mm分為四段，依次為首段為10mm，中間第一段為10mm，中間第二段為15mm，尾段7mm；再利用輸出功率為2500KW；電流為6A的激光淬火設(shè)備的掃描頭對(duì)淬火區(qū)域進(jìn)行分段激光掃描，且分段掃描速度依次增大；其中，首段的掃描速度為400mm/min，中間第一段掃描速度為410mm/min；中間第二段掃描速度為430mm/min；尾段掃描速度為470mm/min；其中，相前后鄰段形成的銜接區(qū)長(zhǎng)度用于掃描頭移動(dòng)加速，該銜接區(qū)長(zhǎng)度小于或等于3mm，以使相鄰段形成良好過(guò)渡，降低熱能突變?cè)斐勺冃巍?/p>

第三步，回火：采用低溫回火進(jìn)行回火處理，回位溫度為140～180℃，時(shí)間3～5h，回火出爐后空冷。

在方案中，首段掃描速度還可采用390～400mm/min中除400mm/min外的任意值；中間第一段掃描速度還可采用405～415mm/min中除410mm/min外的任意值；中間第二段掃描速度還可采用425～435mm/min中除430mm/min外的任意值；尾段掃描速度還可采用465～475mm/min中除470mm/min外的任意值。

以上雖然描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可以意識(shí)到對(duì)所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變化或修改，這些修改和變化應(yīng)理解為是在本發(fā)明的范圍和意圖之內(nèi)的。