專利名稱：激光強化膜片彈簧指端的工藝方法
技術領域：
本實發(fā)明涉及一種機械加工方法，尤其涉及一種使用激光強化汽車、拖拉機所使用膜片式離合器中膜片彈簧指端的工藝方法。
背景技術：
膜片彈簧是膜片式離合器的關鍵零件，其指端起著分離杠桿的作用，在離合器高速旋轉的過程中，膜片彈簧指端與分離軸承之間作高速相對摩擦運動，所以指端的耐磨性對離合器的壽命影響很大。
目前，解決膜片指端耐磨性的辦法有指端加寬、高頻淬火、熱噴涂、焊接耐磨材料和局部回火。
指端加寬主要是指加大指端接觸面積，降低壓強，來達到提高耐磨性的目的。由于受結構的限制，面積增加不會很多，所以耐磨性提高不明顯。
高頻淬火是利用感應加熱，在指端局部加熱后淬火來提高指端的耐磨性。由于膜片彈簧是沖壓薄形鋼件，高頻淬火后是整個截面均被淬硬，而不是通常說的僅形成硬化層；同時由于受加熱速度的限制，高頻淬火區(qū)與外圍基體之間存在一個硬度比外圍基體低的軟帶，容易折斷，造成破壞性失效。
熱噴涂是在膜片指端噴涂上一層耐磨合金來提高其耐磨性，這種方法效果較好，但設備投資、能源及貴金屬消耗比較大，尺寸精度難以保證。
焊接耐磨材料是在膜片指端焊上耐磨材料(例如耐磨鋼絲)來提高耐磨性，這種方法與熱噴涂相似，效果較好，但設備投資、能源及貴金屬消耗比較大，尺寸精度難以保證。
局部回火是利用膜片彈簧整體淬火后，通過模具對外圍基體局部加熱回火，而使中間指端部分保持較高硬度來提高膜片的耐磨性。這種方法膜片指端和外圍之間沒有軟帶，但硬度和耐磨性低于高頻淬火，并且工裝模具投資大，生產效率低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是提供一種能源、材料消耗少、生產效率高、指端耐磨性能得到明顯加強的激光強化膜片彈簧指端的工藝方法。
本工藝方法是將一定功率的激光準確地引導至已整體回火的膜片彈簧指端表面，控制激光在指端的掃描速度，指端部分經過激光淬火并經冷卻后在表面形成一層具有一定厚度的硬化層，再經拋光處理、表面防銹處理即可。
在上述工藝方法中，所使用激光的功率一般為500-5000W，最佳為1000-3500W，采用圓形或矩形光斑，其中圓形光斑直徑為φ2-15mm，最佳為φ6-13mm，矩形光斑寬為1-4mm，最佳為1-2mm，長為5-20mm，最佳為8-15mm，控制激光在指端部分掃描的速度為0.1-6m/min，最佳為0.8-3.0m/min，指端表面經過上述激光淬火后，采用自然冷卻或噴水等強制冷卻的方法進行冷卻，形成厚度在0.4-0.8mm、硬度為55-67HRC的硬化層。
本發(fā)明與加寬指端的方法相比，提高耐磨性更明顯；與高頻淬火相比，不存在軟帶區(qū)，硬度比高頻淬火更高；耐磨性更好；與熱噴涂和焊接耐磨材料相比，能源、材料消耗少，充分利用膜片彈簧本身材料的潛力；與局部回火的膜片相比，耐磨性更好，生產效率更高，工裝投資更少。本發(fā)明簡便易行，強化后零件表面光滑，變形小，硬化層具有很高的硬度，不需回火，與其它工序可以無縫集成；同時，激光是一種強力，非接觸和清潔的能源，基本不消耗原材料。


圖1是本發(fā)明中膜片彈簧分離指指端經激光強化后的結構示意圖；圖2是圖1中A-A方向剖視圖。
圖中，1-分離指，2-指端硬化層。
具體實施例方式實施例1將功率為500W、光斑直徑為φ2mm的激光準確引導至膜片彈簧指端，控制激光在指端的掃描速度為0.1m/min，指端部分經過激光淬火后，自然冷卻，即在表面形成一層厚度為0.4mm、硬度為55HRC的硬化層。
實施例2將功率為1000W、光斑直徑為φ6mm的激光準確引導至膜片彈簧指端，控制激光在指端的掃描速度為4m/min，指端部分經過激光淬火后，自然冷卻，即在表面形成一層厚度為0.6mm、硬度為60HRC的硬化層。
實施例3將功率為1500W、光斑直徑為φ15mm的激光準確引導至膜片彈簧指端，控制激光在指端的掃描速度為0.8m/min，指端部分經過激光淬火后，強制冷卻，即在表面形成一層厚度為0.7mm、硬度為65HRC的硬化層。
實施例4將功率為5000W、光斑直徑為φ13mm的激光準確引導至膜片彈簧指端，控制激光在指端的掃描速度為6m/min，指端部分經過激光淬火后，自然冷卻，即在表面形成一層厚度為0.8mm、硬度為67HRC的硬化層。
實施例5將功率為3500W、光斑長為5mm，寬為1mm的激光準確引導至膜片彈簧指端，控制激光在指端的掃描速度為0.3m/min，指端部分經過激光淬火后，強制冷卻，即在表面形成一層厚度為0.5mm、硬度為58HRC的硬化層。
實施例6將功率為2500W、光斑長為20mm，寬為4mm的激光準確引導至膜片彈簧指端，控制激光在指端的掃描速度為0.5m/min，指端部分經過激光淬火后，自然冷卻，即在表面形成一層厚度為0.7mm、硬度為55HRC的硬化層。
權利要求
1.一種激光強化膜片彈簧指端的工藝方法，其特征在于包括下述工藝步驟a.將功率為500-5000W的激光準確引導至膜片彈簧指端表面；b.掃描；c.冷卻；d.拋光、防銹處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種激光強化膜片彈簧指端的工藝方法，其特征在于所述激光功率為1000-3500W。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種激光強化膜片彈簧指端的工藝方法，其特征在于所述掃描速度為0.1-6m/min。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種激光強化膜片彈簧指端的工藝方法，其特征在于所述掃描速度為0.8-3m/min。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種激光強化膜片彈簧指端的工藝方法，其特征在于所述激光為φ2-15mm的圓形光斑或長5-20mm、寬1-4mm的矩形光斑。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種激光強化膜片彈簧指端的工藝方法，其特征在于所述激光為φ6-13mm的圓形光斑或長8-15mm、寬1-2mm的矩形光斑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光強化膜片彈簧指端的工藝方法，該方法是將功率為500－1000W的激光準確引導至膜片彈簧指端表面，并在一定的區(qū)域內掃描，指端表面受激光輻射強化，冷卻后即可得到厚度為0.4－0.8mm，硬度為55－67HRC的硬化層。本發(fā)明簡便易行，強化后的零件表面光滑，變形小，硬化層具有很高的硬度，不需回火，與其它工序可無縫集成；而且生產效率高，能源、材料消耗少。
文檔編號C21D1/09GK1490113SQ0213917
公開日2004年4月21日 申請日期2002年10月15日 優(yōu)先權日2002年10月15日
發(fā)明者顏東, 嚴正峰, 劉文軍, 顏 東 申請人:湖北三環(huán)離合器有限公司