(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号3.8(22)申请日2022.05.09(71)申请人西安必盛激光科技有限公司地址710117陕西省西安市高新区毕原二路3000号西科控股硬科技企业社区4号楼501室(72)发明人李欣郭晓军(74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限公司61211专利代理师(51)Int.Cl.C21D1/09(2006.01)C21D9/04(2006.01)(54)发明名称一种导轨激光淬火方法(57)摘要本发明涉及一种导轨激光淬火方法。解决现存技术中存在的导轨采用传统的感应淬火、电阻加热淬火和火焰加热淬等热处理方法，存在淬火后会产生的开裂和硬度不均匀现象难以控制、以及淬火后热变形严重的技术问题。该方法采用气体辅助，冷却辅助以及双面等速扫描，来达到强化导轨的目的。双面扫描速度一致，且整一个完整的过程中功率保持不变，气体流量保持一致，淬火过程中任意时刻气体以固定角度吹向待淬火面的激光光斑位置处，淬火过程中任意时刻淬火光斑B的宽度来防止淬火后产生开裂、防止变形和硬度不均匀现象。权利要求书2页说明书6页CN1148919631.一种导轨激光淬火方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1淬火前准备确认导轨的待淬火面A以及待淬火面的相对面B，确定待淬火面A和相对面B淬火的起始位置与终止位置；将导轨安装设备上，所述设备具备了冷却装置、D1、D2两路激光器、E1、E2两路气体输送管步骤2设置淬火光斑尺寸以及设备参数所述设置淬火光斑尺寸包括：设置淬火光斑A的长度等于待淬火面A的宽度，设置淬火光斑A的长度方向与相对面B的宽度方向保持一致；设置淬火光斑B的宽度；所述设置设备参数是指通过设置设备参数，使淬火光斑A的线WS/mm率密度；步骤3淬火3.1完成步骤2后，开启设备；3.2淬火光斑B移动了一个淬火光斑B开始从待淬火面A的起始位置向终止位置移动；3.3待淬火光斑B移动至终止位置时，关闭设备除冷却装置外的其他功能；步骤4冷却；继续对导轨进行冷却，直至导轨完全冷却；步骤5检测对加工后的导轨进行硬度和变形量检测，若硬度和变形量都符合标准要求，则工作完成；反之，则返回步骤2，并调整设备参数，直至导轨的硬度和变形量均匀性符合标准要求。2.依据权利要求1所述的一种导轨激光淬火方法，其特征是：步骤2中，所述设备参数包括D1、D2两路激光器的工作距离、激光器D1的淬火光斑A的扫描速度相同，设置激光器D1、D2的功率。3.依据权利要求2所述的一种导轨激光淬火方法，其特征是：步骤2中，所述激光器D1与激光器D2的扫描速度均不小于5mm/s且小于等于25mm/s。4.依据权利要求3所述的一种导轨激光淬火方法，其特征是：步骤2中，淬火光斑A的宽度不小于2mm小于等于5mm。5.依据权利要求2‑4任一所述的一种导轨激光淬火方法，其特征是：步骤2中还包括以下参数的设置：激光器D1与待淬火面A的夹角为20～90；激光器D2与相对面B的夹角为20～90；E1气体输送管路与待淬火面A的夹角0～90，其出气端最低点与激光器D1的光斑中心点距离为1/3～1/2的激光器D1焦距，其气体流量不小于15L/min且小于等于25L/min；E2气体输送管路与相对面B的夹角0～90，其出气端最低点与激光器D2的光斑中心点距离为1/3～1/2的激光器D2焦距，其气体流量不小于15L/min且小于等于25L/min。CN1148919636.依据权利要求5所述的一种导轨激光淬火方法，其特征是:步骤1中E1、E2两路气体输送管中的气体为干燥的空气、氮气或惰性气体。7.依据权利要求6所述的一种导轨激光淬火方法，其特征是：所述导轨为含碳量大于0.35的钢材，且所述待淬火面A和相对面B均为平面。8.依据权利要求7所述的一种导轨激光淬火方法，其特征是：步骤1中，所述激光器为光斑可调的，波长在800～1100nm之间的光纤激光器或半导体激光器。9.依据权利要求8所述的一种导轨激光淬火方法，其特征是：步骤2中，所述淬火光斑A为矩形光斑。10.根据权利要求9所述的一种导轨激光淬火方法，其特征是：步骤2中，所述E1气体输送管路与待淬火面A的夹角20～70，且保证在工艺流程中，E1气体输送管路中的气体始终相应的吹向淬火位置处；所述E2气体输送管路与相对面B的夹角20～70，且保证在工艺流程中，E2气体输送管路中的气体始终吹向相应的淬火位置处。CN114891963一种导轨激光淬火方法技术领域[0001]本发明属于金属表面热处理方法，具体涉及一种导轨激光淬火方法。背景技术[0002]机床导轨为支承和引导机床相关部件沿着一定轨迹运动的轨道，一般都会采用钢材制作，在长期往复的运动过程中，极有可能会出现磨损，进而降低机床的运动精度，因此在机床导轨的制造阶段，常常要对导轨进行有关的热处理，以增加导轨的耐磨性，在提高耐磨性的措施中，表面热处理能够达到较好的效果。[0003]现有常规的机床导轨热处理方式一般都会采用感应淬火、电阻加热淬火和火焰加热淬火方法等，但是机床导轨尺寸较长，传统淬火方法任旧存在以下问题：[0004]1.导轨热处理淬火后产生的开裂和硬度不均匀现象难以控制。[0005]2.导轨淬火后热变形严重。发明内容[0006]本发明的目的是解决现存技术中存在的导轨采用传统的感应淬火、电阻加热淬火和火焰加热淬火等热处理方法，存在淬火后会产生的开裂和硬度不均匀现象难以控制以及淬火后热变形严重的技术问题，而提供了一种导轨激光淬火方法。[0007]本发明一种导轨激光淬火方法的发明构思为：[0008]采用气体辅助，冷却辅助以及双面等速扫描，来达到强化导轨的目的。使双面扫描速度一致，且整一个完整的过程中功率保持不变，气体流量保持一致，在淬火过程中任意时刻气体以固定角度吹向待淬火面的激光光斑位置处，淬火过程中任意时刻淬火光斑B从始至终保持沿轴向领先淬火光斑A的宽度。[0009]为实现上述发明目的，完成上述发明构思，本发明所提供的技术方案为：[0010]一种导轨激光淬火方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：[0011]步骤1淬火前准备[0012]确认待淬火导轨的待淬火面A以及待淬火面的相对面B，确定待淬火面A和相对面B淬火的起始位置与终止位置；[0013]将导轨安装设备上，所述设备具备了冷却装置、D1、D2两路激光器、E1、E2两路气体输送管路；冷却装置用于对导轨进行冷却；E1、E2两路气体输送管路一是用于吹走导轨待淬火面A和相对面B在工艺流程中产生的杂质，二是进一步对加工中的导轨进行冷却；[0014]步骤2设置淬火光斑尺寸以及设备参数[0015]所述设置淬火光斑尺寸包括：设置淬火光斑A的长度等于待淬火面A的宽度，设置淬火光斑A的宽度；设置淬火光斑B的长度方向与相对面B的宽度方向保持一致；设置淬火光斑B的宽度；[0016]所述设置设备参数是指通过设置设备参数，使淬火光斑A CN114891963 线] 3.2淬火光斑B [0020]3.3待淬火光斑B 移动至终止位置时，关闭设备除冷却装置外的其他功能； [0021] 步骤4冷却； [0022] 继续对导轨进行冷却，直至导轨完全冷却； [0023] 步骤5检测 [0024] 对加工后的导轨进行硬度和变形量检测，若硬度和变形量都符合标准要求，则工作完 成；反之，则返回步骤2，并调整设备参数，直至导轨的硬度和变形量均匀性符合标准要求； [0025] 所述冷却装置中的冷却介质为水或冷却液或其他具有冷却功能的介质。 [0026] 进一步地，步骤2中，所述设备参数包括D1、D2两路激光器的工作距离、激光器D1的 淬火光斑A 的扫描速度相同，设置激光器D1、D2的功率。[0027] 进一步地，步骤2中，所述激光器D1与激光器D2的扫描速度均不小于5mm/s且小 于等于25mm/s。 [0028] 进一步地，步骤2中，淬火光斑A 的宽度不小于2mm小于等于5mm。[0029] 进一步地，步骤2中还包括以下参数的设置： [0030] 激光器D1与待淬火面A的夹角为20～90； [0031] 激光器D2与相对面B的夹角为20～90； [0032] E1气体输送管路与待淬火面A的夹角0～90，其出气端最低点与激光器D1的光斑 中心点距离为1/3～1/2的激光器D1焦距，其气体流量不小于15L/min且小于等于25L/ min； [0033] E2气体输送管路与相对面B的夹角0～90，其出气端最低点与激光器D2的光斑中 心点距离为1/3～1/2的激光器D2焦距，其气体流量不小于15L/min且小于等于25L/min。 [0034] 进一步地，步骤1中E1、E2两路气体输送管中的气体为干燥的空气、氮气或惰性气 体，使用E1、E2两路气体输送管路，吹出的为空气、氮气或惰性保护气体，目的是，一方面 吹走油烟，免除了油烟灰尘等对激光束能量的影响，从而使得到达淬火导轨表面的激光束 能量一致，提高了待淬火导轨的硬度及深度均匀性，解决了待淬火导轨采用感应淬火、电阻 加热淬火和火焰加热淬火等方法引起的淬火区域硬度分布不均匀、易产生裂纹等问题； 另一方面在某些特定的程度上加快了淬火冷却速度，明显提高了淬火硬度与均匀性。 [0035] 进一步地，所述导轨为含碳量大于0.35的钢材，且所述待淬火面A和相对面B均为 平面，便于激光处理。 [0036] 进一步地，步骤1中，所述激光器为光斑可调的，波长在800～1100nm之间的光纤激 光器或半导体激光器。 [0037] 进一步地，步骤2中，所述淬火光斑A CN114891963 易控制，并且加工后的质量更优。[0038] 进一步地，步骤2中，所述E1气体输送管路与待淬火面A的夹角20～70，且保证在 工艺流程中，E1气体输送管路中的气体始终相应的吹向淬火位置处； [0039] 所述E2气体输送管路与相对面B的夹角20～70，且保证在工艺流程中，E2气体输 送管路中的气体始终吹向相应的淬火位置处，E1气体输送管路与待淬火面A的夹角、E2气体 输送管路与相对面B的夹角满足可以吹走油烟即可。 [0040] 本发明的有益效果是： [0041] 1.本发明一种导轨激光淬火方法，采取了激光淬火使得导轨面淬火后的马氏体晶粒 极细、位错密度相对于感应淬火、电阻加热淬火和火焰加热淬火方法等常规淬火更高，进而 大幅度的提升了淬火导轨面的性能； [0042] 不仅解决了导轨经过感应淬火、电阻加热淬火和火焰加热淬火方法淬火后表面开 裂和硬度不均匀的现象，并且极大的降低了淬火后的变形量。 [0043] 2.本发明一种导轨激光淬火方法，采用气体辅助，冷却辅助以及双面等速扫描，来
2020年基于人工智能技术的普惠金融应用示范建设项目验收测试报告第三方检验测试的项目
