[0001] 本发明涉及激光表面处理领域，尤其涉及一种改变AZ31B镁合金整体性能的激光冲击方法。

[0002] 镁和镁合金有许多优秀的性能，比如高的比刚度和比强度、良好的阻尼性能和导热性，良好的电磁屏蔽能力等等。因此，镁材料已成为第三大工程材料。然而，镁合金的室温力学性能(尤其是硬度、韧性)较低，耐腐蚀较差，这严重限制了镁合金的研究和应用。因此，如何提高镁合金材料的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性是一项亟待解决的难题。

[0003] 激光冲击技术可以在不加任何其他材料的情况下改善材料表面的组织和性能，可以有效降低生产成本。采用YAG激光器，激光功率为2000W，扫描速度为800mm/min，光斑直径为5mm，保护气体为氩气，气流量为25mL/min，对ZE41镁合金进行激光冲击实验，熔凝层硬度由72HV提高到424HV；盐浴实验中，ZE41镁合金出现点蚀现象的时间由2h提高到13h。采用CO2激光器，激光功率为2500W，扫描速度为1000mm/min，激光斑点直径为6mm，保护气体为氩气，气流量为25mL/min，对MEZ镁合金(Zn 0.5％，Mn 0.1％，Zr 0.1％，稀土元素2％)进行激光冲击实验，拉伸强度由301MPa提高到578MPa，硬度由45HV提高到78HV。采用CO2激光器，激光功率为2300W，扫描速度为900mm/min，激光斑点直径为4mm，保护气体为氩气，气流量为25mL/min，对AZ31，AZ61和WE43三种镁合金进行激光冲击实验，然后浸在5％NaCl溶液中10天，三种镁合金质量分别减少了30％、60％和87％。采用YAG激光器，激光功率为2100W，扫描速度为800mm/min，激光斑点直径为5mm，保护气体为氩气，气流量为25mL/min，对AZ91D镁合金进行激光冲击实验，在3.5％NaCl溶液中进行电化学腐蚀实验，腐蚀电压由-1559mV提高到-1536mV，腐蚀电流由0.0459mA/cm2减小到0.0457mA/cm2，激光冲击对AZ91D的耐腐蚀性能改变不明显。

[0004] 由上述实例可知，现有的激光冲击技术虽然对镁合金表面组织和性能具有一定的改善作用，但是其改善效果单一，仅能改善某一方面的性能。

[0005] 本发明的目的在于提供一种能够改变AZ31B镁合金多项性能的激光冲击方法。

[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0007] 一种改变AZ31B镁合金整体性能的激光冲击方法，包括如下步骤：

[0008] (1)将AZ31B镁合金表面机械打磨，去掉氧化膜；

[0009] (2)在AZ31B镁合金表面喷涂一层耐高温黑色漆；

[0010] (3)对AZ31B镁合金进行激光冲击；

[0011] 上述步骤(3)中采用的激光功率为1000W-3000W，扫描速率为300-1200mm/min，光斑直径为4mm，搭接率为15％，保护气体为氩气且氩气的流量为25mL/min。

[0012] 优选的是，所述的激光功率为1500W-2500W，扫描速率为500-1000mm/min。

[0013] 所述耐高温黑漆的耐温范围是800～1000℃。

[0014] 用本发明方法处理后的AZ31B镁合金具有以下优点：

[0015] (1)AZ31B镁合金的熔凝层在室温具有400MPa或更高的强度，24％或更高的延伸率，整体性能得到显著提高。而传统镁合金只是单一方面性能较高，整体性能偏低，具有明显的缺点。

[0016] (2)AZ31B镁合金熔凝层组织的晶粒尺寸相对于原始AZ31B镁合金降低了64％或更多。

[0017] 下面结合具体实施例对本发明方法作进一步详细描述。

[0018] 按以下步骤对AZ31B镁合金进行激光冲击：

[0019] (1)将AZ31B镁合金表面机械打磨，去掉氧化膜；

[0020] (2)在AZ31B镁合金表面喷涂一层耐高温黑漆，耐高温黑漆的耐温范围是800～1000℃；

[0021] (3)对AZ31B镁合金进行激光冲击。

[0022] 9个实施例的具体激光冲击工艺条件及检测结果见下表：

[0023]

[0024]

[0025] 原始AZ31B镁合金晶粒尺寸约为25μm，抗拉强度约为290MPa，延伸率约为12％.[0026] 由上表可见，用本发明的方法进行激光冲击处理后的AZ31B镁合金与原始AZ31B镁合金相比具有以下优点：

[0027] (1)激光冲击处理后的AZ31B镁合金熔凝层在室温具有400MPa或更高的抗拉强度，24％或更高的延伸率，整体性能得到显著提高。而传统镁合金只是单一方面性能较高，整体性能偏低，具有明显的缺点。

[0028] (2)AZ31B镁合金熔凝层组织晶粒尺寸相对于原始AZ31B镁合金降低了64％或更多。