本發(fā)明涉及汽車零部件的激光淬火，具體地，涉及一種汽車真空泵轉(zhuǎn)子激光淬火方法。

背景技術：

目前汽車零部件的表面淬火，尤其汽車真空泵轉(zhuǎn)子的表面淬火都是采用傳統(tǒng)的感應淬火方法，傳統(tǒng)感應淬火方法變形大，硬化層深度不易控制，金相組織差，容易產(chǎn)生組織缺陷，容易產(chǎn)生淬火裂紋，整個淬火工藝能耗高，淬火周期長，淬火液對環(huán)境容易造成污染。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種汽車真空泵轉(zhuǎn)子激光淬火方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的汽車真空泵轉(zhuǎn)子激光淬火方法，包括如下步驟：

步驟S1：通過激光束對轉(zhuǎn)子表面進行激光淬火處理，監(jiān)測轉(zhuǎn)子表層溫度；

步驟S2：當轉(zhuǎn)子的表層溫度達到硬度相變點溫度后，停止激光束照射；

步驟S3：通過轉(zhuǎn)子內(nèi)層的導熱使轉(zhuǎn)子表層溫度快速冷卻，獲得激光淬火硬化層。

優(yōu)選地，在步驟S1包括如下步驟：

步驟S101：根據(jù)轉(zhuǎn)子需硬化表面的位置設定激光功率密度、加熱時間和激光掃描速度；

步驟S102：對需要激光淬火的轉(zhuǎn)子表面進行清潔處理；

步驟S103：將激光束焦點調(diào)整到待處理轉(zhuǎn)子表面，保持激光束的軸線和待處理轉(zhuǎn)子表面垂直；

步驟S104：將待激光淬火處理的轉(zhuǎn)子固定在激光加工工作臺上，激光頭和轉(zhuǎn)子表面保持相對設定的距離；

步驟S105：將待激光淬火處理的轉(zhuǎn)子表面劃分為若干區(qū)域，激光頭以平行方式掃描轉(zhuǎn)子需激光淬火表面的各個區(qū)域；

步驟S106：將激光功率密度升至設定的功率值并保持激光功率密度的穩(wěn)定，實時采集轉(zhuǎn)子的表面溫度。

優(yōu)選地，所述步驟S2具體為，當溫度達到所需要的馬氏體硬度相變點溫度后停止激光淬火加工處理。

優(yōu)選地，所述步驟S3之后還包括如下步驟：

-對激光淬火加工過的轉(zhuǎn)子的有效硬化層硬度和深度進行檢測；

當轉(zhuǎn)子的有效硬化層硬度和深度小于目標值，則對激光功率密度、加熱時間和激光掃描速度進行調(diào)整。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明通過激光束對轉(zhuǎn)子表面進行激光淬火處理，監(jiān)測轉(zhuǎn)子表層溫度，當溫度達到所需要的硬度相變點溫度后停止照射，通過轉(zhuǎn)子內(nèi)部低溫材料快速導熱使轉(zhuǎn)子表層快速冷卻，獲得激光淬火硬層，上述轉(zhuǎn)子表面激光淬火處理的方法，解決了傳統(tǒng)感應淬火變形大，組織不均勻，容易產(chǎn)生淬火裂紋等問題，提高了轉(zhuǎn)子使用壽命，激光淬火工藝加工周期短，成本低。

2、本發(fā)明能夠有效的控制轉(zhuǎn)子淬火后的尺寸變形，容易開裂，硬度深度不易控制等缺陷，能獲得更細的金相組織，硬度均勻，硬化表面呈壓應力，能顯著提高轉(zhuǎn)子產(chǎn)品的耐磨性，是傳統(tǒng)感應淬火耐磨性的1.5～2倍，激光淬火工藝加工周期短，產(chǎn)能提升50％以上，成本低，單件節(jié)約成本0.5元，是一種高效，清潔的汽車真空泵轉(zhuǎn)子表面淬火的新方法，新工藝。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明中汽車真空泵轉(zhuǎn)子激光淬火方法的工藝布局圖；

圖2為本發(fā)明中汽車真空泵轉(zhuǎn)子激光淬火方法的步驟流程圖；

圖3為本實施例中本發(fā)明中汽車真空泵轉(zhuǎn)子激光淬火方法工藝流程圖；

圖4為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子激光淬火旋轉(zhuǎn)夾具示意圖；

圖5為本發(fā)明獲得的轉(zhuǎn)子激光淬火金相組織。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

在本實施例中，本發(fā)明提供的汽車真空泵轉(zhuǎn)子激光淬火方法，包括如下步驟：

步驟S1：根據(jù)轉(zhuǎn)子材質(zhì)和轉(zhuǎn)子需要硬化的表面位置，設定激光功率密度，加熱時間，掃描速度等參數(shù)。激光束能快速的將轉(zhuǎn)子需硬化表面加強硬度，而不影響轉(zhuǎn)子的尺寸和韌性，激光淬火加工過程中，通過設置激光的功率密度，掃描速度和掃描時間，達到轉(zhuǎn)子表面硬化的效果。

步驟S2：對需要激光淬火處理的轉(zhuǎn)子表面進行清潔處理，用丙酮對轉(zhuǎn)子表層進行清洗，直到表面清潔，無油污。

步驟S3：將激光束焦點調(diào)整到待處理轉(zhuǎn)子表面，盡量保持光速軸線和轉(zhuǎn)子表面垂直。

步驟S4：通過激光束對轉(zhuǎn)子表面進行激光淬火處理，具體步驟如下：將待激光淬火的轉(zhuǎn)子固定在激光淬火旋轉(zhuǎn)工作臺上；將激光頭與轉(zhuǎn)子表面保持相對固定的距離；將待激光處理的轉(zhuǎn)子表面劃分為若干區(qū)域；激光頭以平行方式掃描轉(zhuǎn)子待硬化表面的各個區(qū)域；其中激光頭與轉(zhuǎn)子表面保持20mm的距離。

步驟S5：監(jiān)測轉(zhuǎn)子表層溫度，當溫度達到所需硬度相變點的溫度后停止激光束照射。具體步驟如下：將激光功率密度升至設定的功率值，并保持激光功率密度穩(wěn)定；實時采集轉(zhuǎn)子需硬化表層溫度；當溫度達到所需馬氏體硬度相變點溫度后，停止激光淬火加工處理。

步驟S6：通過轉(zhuǎn)子的低溫內(nèi)側(cè)快速導熱使轉(zhuǎn)子表層溫度快速冷卻，獲得激光淬火硬層。

步驟S7：對激光淬火加工過的轉(zhuǎn)子表層有效硬化層硬度深度進行檢測。通過切割，制樣，磨拋，腐蝕等步驟，完成轉(zhuǎn)子金相樣塊制作，通過檢測有效硬化層硬度和深度是否到達標準要求，包括金相組織是否符合標準要求。

步驟S8：如果轉(zhuǎn)子表層硬化層深度硬度不符合預定值，則對激光淬火加工的相關參數(shù)進行調(diào)整。調(diào)整后，再次進行檢測。直到有效硬化層滿足所有標準要求。

轉(zhuǎn)子表面激光硬化處理的工作原理是利用聚焦后的激光束照射到轉(zhuǎn)子材料表面，激光束輻照轉(zhuǎn)子材料表面的過程中，轉(zhuǎn)子吸收光能立即轉(zhuǎn)化為熱能，從而使激光作用區(qū)的溫度急劇上升并微熔化，使其溫度迅速升高到相變點溫度以上，當激光束移開后，由于仍處于低溫的內(nèi)部材料的快速導熱作用，使表層快速冷卻到馬氏體相變點以下，獲得淬硬層，其中，采用4KW半導體激光加工系統(tǒng)，光斑大小取6X2mm，功率1300W，以350mm/min的掃描速度進行表面掃描，激光表面淬火技術能量密度可達103～105W/cm²，加熱時間小于1s，通過激光淬火硬化的轉(zhuǎn)子表面硬度達到HV600～650，有效硬化層0.6～0.8mm。

在本實施例中，本發(fā)明具有如下優(yōu)點，通過激光束對轉(zhuǎn)子表層進行激光淬火處理，監(jiān)測轉(zhuǎn)子表層溫度，當溫度達到所需要的硬度相變點溫度后停止照射，通過轉(zhuǎn)子內(nèi)部低溫材料快速導熱使轉(zhuǎn)子表層快速冷卻，獲得激光淬火硬層，上述轉(zhuǎn)子表面激光淬火處理的方法，解決了傳統(tǒng)感應淬火變形大，組織不均勻，容易產(chǎn)生淬火裂紋等問題，提高了轉(zhuǎn)子使用壽命，耐磨性提高1.5～2倍，激光淬火工藝加工周期短，產(chǎn)能提升50％以上，成本低，單件節(jié)約成本0.5元。是一種高效，清潔的汽車真空泵轉(zhuǎn)子表面淬火的新方法，新工藝。

汽車真空泵轉(zhuǎn)子表面淬火標準要求如下：HV大于550，硬化深度大于0.3mm。通過本發(fā)明實施后的轉(zhuǎn)子表面淬火硬度HV大于600，硬化深度大于0.6mm，組織為均勻細小的馬氏體，完全符合技術要求。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。