本發明屬于不銹鋼的表面加工處理方法，具體涉及一種基于離子注入的不銹鋼表面處理工藝。
背景技術：
：隨著人們生活質量的不斷提高，不銹鋼制品越來越多的深入到人們的日常生活當中。在實際加工生產中，為了改善不銹鋼的表面特性，需要對其進行表面改性處理操作，常規的有電鍍、鈍化、滲碳等方法。離子注入技術已經在很多領域里獲得了廣泛的應用，取得了明顯的經濟效益和技術成果。離子注入技術研究可以注入各種金屬離子以及氣體離子，元素種類不受冶金學的限制，具有可控性強，繞射性好等特點。但在技術和使用要求不斷提高的今天，對于產品的性能和離子注入技術的效果還需進一步的優化。技術實現要素：本發明旨在提供一種基于離子注入的不銹鋼表面處理工藝。本發明通過以下技術方案來實現：一種基于離子注入的不銹鋼表面處理工藝，包括如下步驟：（1）清洗除雜：先用工業去油液對不銹鋼進行除油處理后，再用清水沖洗干凈，瀝去表面水分后，再對其進行干燥備用；（2）離子注入處理：將步驟（1）處理后的不銹鋼放入離子注入機真空室中，抽真空至1.5~2×10-5Pa，對不銹鋼表面進行離子注入操作，控制離子注入的加速電壓為70~80kV，束流為5.5~6.5mA，離子注入的劑量為4~8×1017ions/cm2；（3）激光沖擊處理：將步驟（2）處理后的不銹鋼取出，放入溫度為300~400℃的條件下保溫處理2~3h后，再將其取出放入脈沖激光沖擊裝備中，控制脈沖激光的波長為985~1000nm，脈沖寬度為25~26ns，單脈沖能量為8~10J，處理完成后取出備用；（4）保溫處理：將步驟（3）處理后的不銹鋼取出后放入溫度為220~260℃的條件下保溫處理4~5h后，再自然降溫至室溫即可。進一步的，步驟（2）中所述的離子注入的束斑直徑為100~120mm。進一步的，步驟（2）中所述的離子注入的元素種類為碳、鈦、鈮、鎳、鉻中的至少兩種。進一步的，步驟（3）中所述的激光沖擊處理采用多次重復沖擊的方式，多次沖擊的重復率為0.2~0.3Hz，搭接率為40%。進一步的，步驟（3）中所述的激光沖擊處理時，在不銹鋼上表面設有吸收層，所述吸收層為鋁箔。本發明具有如下有益效果：本發明根據現有不銹鋼常見的使用缺陷，以離子注入和激光沖擊相結合的方式對其進行了表面改進處理，其中合理的控制離子注入的條件，有效的在不銹鋼表面形成了一附著性牢固的鍍層，有效改善了表面硬度和品相，接著進行的激光沖擊處理操作，能有效促進誘導鍍層下不銹鋼晶粒的細化，提升鍍層與不銹鋼的附著強度，增強整體的致密性，改善了其耐腐性能和力學特性。最終本發明處理后的不銹鋼具有良好的耐腐性能，力學特性也得到了有效改善，進一步提升了其使用價值，經濟效益較高。具體實施方式實施例1一種基于離子注入的不銹鋼表面處理工藝，包括如下步驟：（1）清洗除雜：先用工業去油液對不銹鋼進行除油處理后，再用清水沖洗干凈，瀝去表面水分后，再對其進行干燥備用；（2）離子注入處理：將步驟（1）處理后的不銹鋼放入離子注入機真空室中，抽真空至1.5×10-5Pa，對不銹鋼表面進行離子注入操作，控制離子注入的加速電壓為70kV，束流為5.5~6.0mA，離子注入的劑量為4~6×1017ions/cm2；（3）激光沖擊處理：將步驟（2）處理后的不銹鋼取出，放入溫度為300℃的條件下保溫處理2h后，再將其取出放入脈沖激光沖擊裝備中，控制脈沖激光的波長為985~995nm，脈沖寬度為25ns，單脈沖能量為8J，處理完成后取出備用；（4）保溫處理：將步驟（3）處理后的不銹鋼取出后放入溫度為220℃的條件下保溫處理4h后，再自然降溫至室溫即可。進一步的，步驟（2）中所述的離子注入的束斑直徑為100~110mm。進一步的，步驟（2）中所述的離子注入的元素種類為碳、鈦和鈮。進一步的，步驟（3）中所述的激光沖擊處理采用多次重復沖擊的方式，多次沖擊的重復率為0.2Hz，搭接率為40%。進一步的，步驟（3）中所述的激光沖擊處理時，在不銹鋼上表面設有吸收層，所述吸收層為鋁箔。實施例2一種基于離子注入的不銹鋼表面處理工藝，包括如下步驟：（1）清洗除雜：先用工業去油液對不銹鋼進行除油處理后，再用清水沖洗干凈，瀝去表面水分后，再對其進行干燥備用；（2）離子注入處理：將步驟（1）處理后的不銹鋼放入離子注入機真空室中，抽真空至2×10-5Pa，對不銹鋼表面進行離子注入操作，控制離子注入的加速電壓為80kV，束流為6.0~6.5mA，離子注入的劑量為6~8×1017ions/cm2；（3）激光沖擊處理：將步驟（2）處理后的不銹鋼取出，放入溫度為400℃的條件下保溫處理3h后，再將其取出放入脈沖激光沖擊裝備中，控制脈沖激光的波長為990~1000nm，脈沖寬度為26ns，單脈沖能量為10J，處理完成后取出備用；（4）保溫處理：將步驟（3）處理后的不銹鋼取出后放入溫度為260℃的條件下保溫處理5h后，再自然降溫至室溫即可。進一步的，步驟（2）中所述的離子注入的束斑直徑為110~120mm。進一步的，步驟（2）中所述的離子注入的元素種類為碳、鈮和鎳。進一步的，步驟（3）中所述的激光沖擊處理采用多次重復沖擊的方式，多次沖擊的重復率為0.3Hz，搭接率為40%。進一步的，步驟（3）中所述的激光沖擊處理時，在不銹鋼上表面設有吸收層，所述吸收層為鋁箔。對比實施例1本對比實施例1與實施例1相比，在步驟（3）激光沖擊處理時，不對不銹鋼進行保溫處理操作，除此外的方法步驟均相同。對比實施例2本對比實施例2與實施例2相比，省去步驟（3）激光沖擊處理操作，除此外的方法步驟均相同。對照組現有的等離子注入方法，其注入的元素種類與實施例1相同。為了對比本發明效果，選用同一批304不銹鋼板材試樣作為實驗對象，分別用上述五種方法進行處理，然后對處理后的試樣進行品質測試，具體對比數據如下表1所示：表1表面硬度（HV）耐應力腐蝕時長（h）實施例1760±18427實施例2771±20432對比實施例1720±20392對比實施例2635±17340對照組620±16326注：上表1中所述的耐應力腐蝕時長參照GB/T17898-1999《不銹鋼42%氯化鎂應力腐蝕實驗》進行測試。由上表1可以看出，本發明方法能有效提升不銹鋼的表面硬度和耐腐蝕特性，很好增強了其使用價值和壽命。當前第1頁1 2 3