激光表面沖擊硬化的工藝原理:將待受沖擊的工件表面涂上一層吸收率高且易于氣化的涂料,用來保持工件表面不被熔化,然后再在涂料上覆蓋一層透射激光的材料以限制氣化物的擴散體積。
當(dāng)高功率脈沖激光照射工件表面時,涂料被氣化,氣體被限制在透明材料與工件表面之間,在進一步的激光輻照下,由于氣體吸熱再度膨脹從而對工件表面施加高的壓力即造成沖擊應(yīng)力波,使金屬內(nèi)部發(fā)生塑性應(yīng)變,形成高位錯密度的亞結(jié)構(gòu),在工件表面留有較高的殘余應(yīng)力區(qū),這與噴丸強化類似,因而可提高工件的疲勞壽命。
激光表面沖擊硬化選用高功率密度的激光器在20~40納米內(nèi)將工件材料表面加熱使之氣化,產(chǎn)生可達1.01帕斯的壓力。使激光沖擊波作用區(qū)的顯微組織呈現(xiàn)類似于爆破加工及快速沖擊加工的亞結(jié)構(gòu)材料組織,可以明顯地提高材料表面硬度、屈服強度及疲勞壽命,大大改善材料的性能。
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