项目简介

   在国家自然科学基金（51479082）项目和水利部科技推广重点计划(TG15 21)的支持下，开发研制和推广应用了激光冲击强化水力机械关键部件的装置，如图所示。齿轮工件安装于多级芯轴上，多级芯轴设有多个轴肩可安装不同尺寸的齿轮工件，高功率脉冲激光发生装置发出强激光聚焦于齿轮表面上，高能量激光诱导出大量高压等离子体高速冲击齿轮表面形成一次冲击波；激光击穿水溶液时在齿轮表面附近产生空泡，空泡继续吸收激光能量后膨胀，最后溃灭冲击齿轮表面形成二次冲击波，在两种冲击波的综合作用下，齿轮表层和次表层可形成均匀稳定的位错、细化的晶粒和表层残余压应力，有效的提高齿轮工件的接触强度和抗疲劳性能，改善齿轮工件的耐磨性和抗腐蚀性。

  整套装置具有清洁无污染，热影响区小，可以克服传统的齿轮表面强化工艺的硬化层分布不均、变形大等优点。利用水约束汽化物的扩散和水传递冲击波，与在空气介质中的激光冲击强化工艺相比节约了能量，不改变齿轮的尺寸精度。多级芯轴设有不同尺寸的多级齿轮支撑段，可同时装夹多个齿轮工件，节约装夹时间，提高了加工效率。

获奖情况

本专利是“激光冲击复合强化机制及关键设备与应用技术”项目的核心专利，专利和项目获得

国家技术发明奖二等奖，2015

中国专利优秀奖，2016

第九届江苏省专利金奖，2015

产品性能、指标

与未处理装备相比，材料显微硬度提高70%，断裂韧性提高40%，疲劳寿命提高50%-100%。

适用范围、市场前景

适用于有意提升水力机械关键部件性能的企业。

投资概算

  配套软硬件设备，额度：200-500万元。

合作方式

技术转让, 技术交易额面议。