基于激光喷丸辅助的钛合金表面低温渗硼方法及装置

摘要

一种基于激光喷丸辅助的钛合金表面低温渗硼方法与装置，本装置包括激光喷丸强化系统、加热系统、冷却系统和工作台。首先，对钛合金在160°C~240°C进行激光喷丸强化，再将85%~95%B4C粉末与5%~15%氧化铈粉末混合，预置在钛合金表面，在800°C~900°C对钛合金进行稀土共渗3~5个小时，最后，将渗硼后的钛合金冷却至-150°C~-190°C，然后再进行激光冲击强化。本发明降低了传统工艺渗硼温度，增加渗硼层的厚度，加强了渗硼层与钛合金基体的结合强度，提高了钛合金表面硬度以及耐磨损、疲劳寿命等性能。

主权项

一种基于激光喷丸辅助的钛合金表面低温渗硼方法，其特征是它包括以下步骤：首先，对钛合金进行激光喷丸预处理，使其表面晶粒细化且形成大量的致密位错；所述的激光喷丸预处理时应首先清洁钛合金表面，并使用铝箔作为吸收层、耐高压玻璃作为约束层；然后，采用钕玻璃调Q激光器，设置脉冲宽度为20~30ns、波长为1064nm、脉冲能量为8~13J、光斑半径为3~5mm对钛合金表面进行激光喷丸预处理，控制喷丸预处理工作温度为160°C~240℃；其次，将由85%~95%B4C粉末与5%~15%氧化铈粉末混合的渗硼剂置于经激光喷丸预处理后的钛合金表面，在800°C~900℃进行3~5小时渗硼处理；最后，将渗硼后的钛合金冷却至‑150°C~‑190°C，然后再进行低温激光喷丸强化即可。