本发明属于金属表面强化处理，特别涉及一种激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法。
背景技术：
1、航空发动机、燃气轮机等重要传动系统叶片在工况条件下常由于发生疲劳损坏而导致严重故障，故需要对叶片表面进行强化处理，使其表面由拉应力状态变为压应力状态，以提高其抗冲击性能和耐摩擦性能。尤其是对材料表面性能要求极高的航空航天及能源动力用材，需要在提高材料表面抗击打性能的同时降低其表面粗糙度。微锻是在传统喷丸基础上发展起来的一种新型表面强化的工艺技术，最早由日本学者kagaya chuji于2000年提出该技术通过使用比传统喷丸直径更小的丸粒冲击材料表面，使材料表面发生塑性变形，从而产生残余应力层和加工硬化层来提高材料表面强度，同时也能有效降低材料表面粗糙度。微锻与传统喷丸过程相似，用更小直径(20～100μm)的微粒子经过压缩气体加速后高速冲击材料表面，使材料表面发生一定程度的塑性变形和组织结构优化，并在材料表面和近表面产生残余压应力场，以达到强化材料表面性能的目的。微锻的这种作用对于提高精密的金属制品抗冲击性能和耐摩擦性能提供了技术保障，然而，微锻在处理诸如镀有硬铬层的这类超硬材料表面时产生的作用区域较浅，其强化效果不好，而且当被处理材料的硬度高于或者接近于微粒子时，微粒子在与此类高硬度材料碰撞时特别易碎，造成微粒子的损失率奇高，极大增加了该技术的使用成本。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种电镀黑铬、激光加热和微锻技术三者相互配合，实现电镀硬铬表面硬度的提升、粗糙度的下降和微粒子消耗率降低的激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种采用微锻处理硬铬电镀层表面的方法来解决上述单一微锻的不足，利用脉冲红外激光对工件表面进行加热，仅提高工件表面温度而工件内部不受影响，实现加热和对工件表面微粒子的微锻造效果,复合激光加热与微锻技术，通过激光辅助加热和微锻相结合的方法，对硬铬电镀层进行表面强化及形貌控制，在工件表面生成微米级凹坑，极大地提高电镀硬铬的硬度，同时降低微粒子损耗率，实现工件表面强化及形貌调控的激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法。
2、本发明的技术解决方案是所述激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
3、⑴用碱性溶液浸泡工件进行除油：碱性除油是指将工件浸泡在碱性除油液中5～10分钟、50～90℃以去除工件表面的油污及手指印；
4、⑵水洗：用去离子水冲洗10～30s；
5、⑶油脂去掉后，利用电镀黑铬技术在电镀硬铬表面镀一层黑色氧化铬，以增加工件表面对红外激光的吸收，提高工件表面的升温速率并降低能耗；
6、⑷去离子水冲洗，酒精冲洗，在80℃烘箱中烘干；
7、⑸水洗烘干后，在真空条件下或惰性气氛中，对工件表面进行红外激光辐照，利用黑色氧化铬层对激光的吸收增加工件表面温度，从而降低工件的表面硬度并增加表面韧性；由于激光加热导致步骤⑶制备的黑铬层分解，放出氧气并从工件表面脱落，产生的气体会被及时抽走；
8、⑹利用微粒子在工件表面进行微锻处理；延时设定在1s以内，喷枪与工件表面夹角在15～90°之间；
9、⑺将微锻喷射完毕后需要再次酸洗30s，以清除工件表面夹杂的碎裂微粒子粉尘；
10、⑻水洗烘干包装待用。
11、作为优选：步骤⑶所述的电镀黑铬是指在工件表面覆盖由铬及其氧化物组成的黑色镀层的电镀工艺；所述电镀工艺包括：将工件作为阴极浸入电镀液中，锑的质量份数为7份的铅-锑合金作为阳极，电流密度控制在20～40a/dm2，镀液温度控制在40℃以下，电镀时间2～10min。
12、作为优选：所述电镀液由按重量份由以下组分组成：三氧化铬25份、硝酸钠10份、氟化氢铵0.5份、纯水65份组成。
13、作为优选：所述电镀液配制包括以下步骤：
14、⑴称取所需量的铬，用总体积的蒸馏水溶解；完全溶解后，剧烈搅拌情况下缓慢加入3份重量的碳酸钡，放置过夜；
15、⑵吸取澄清的铬酸溶液于镀槽内，加入所需量的硝酸钠及氟化氢铵，并搅拌均匀；
16、⑶加入纯水至所需总体积并搅拌均匀。
17、作为优选：步骤⑸所述的微锻处理是指对硬铬电镀层进行表面强化及形貌控制，在工件表面生成微米级凹坑。
18、作为优选：步骤⑸所述的惰性气氛是指充满氮气、氩气或氦气的环境之一
19、作为优选：步骤⑸所述的所述激光对工件表面进行加热的参数为：激光波长是1060nm，激光功率在1200～1800w之间，激光扫描速度为20～5mm/s。
20、作为优选：步骤⑹所述的微锻是指用20～100μm微粒子，以200～350m/s速度撞击试样表面，其覆盖率为100％，微锻扫速20～5mm/s，微粒子射速200～350m/s，微锻喷枪与工件表面之间成15～90°之间夹角，步骤⑹所述的微锻扫描速率与步骤⑸所述的激光扫描速率一致。
21、作为优选：步骤⑺所述的烘干是指将工件在烘箱80～120℃中烘烤2～5分钟；步骤⑻所述的水洗烘干是指将微锻后的工件，在酸性溶液浸泡30s，去离子水冲洗，酒精冲洗，在80℃烘箱中烘干。
22、本发明的另一技术解决方案是所述激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
23、⑴电镀黑铬：在电镀硬铬表面镀黑色氧化铬层，以增加工件表面对红外激光的吸收，提高工件表面的升温速率并降低能耗；
24、⑵激光加热：在真空条件下或惰性气氛中，对工件表面进行红外激光辐照，利用黑色氧化铬层对激光的吸收增加工件表面温度，降低工件的表面硬度并增加表面韧性；
25、⑶微锻技术：用20～100μm微粒子，以200～350m/s速度撞击试样表面，其覆盖率为100％，微锻扫速20～5mm/s，微粒子射速200～350m/s，微锻喷枪与工件表面之间成15～90°之间夹角。
26、与现有技术相比，本发明的有益效果：
27、⑴本发明通过激光辅助加热和微锻相结合的方法，实现对硬铬电镀层表面强化及形貌控制，在工件表面生成纳米级凹坑，改善表面摩擦润滑性能，提高表面接触刚度，耐磨，减小摩擦，起到润滑的效果，同时也降低了微粒子的损耗率。
28、⑵本发明实现激光辅助加热高硬度材料表面，塑化金属材料表面，降低高硬度材料表面的硬度和抗变形力，从而提升微锻的强化层深度，同时由于高硬度材料表面硬度的降低，微粒子与材料表面的碰撞得到缓冲降低了微粒子损坏率，提高微粒子重复使用率，降低了微锻的成本。
29、⑶本发明对硬铬电镀层进行表面强化及形貌控制，在工件表面生成微米级凹坑，以改善表面摩擦润滑性能，提高表面接触刚度，优化零件的疲劳性能，降低微粒子损耗率。
1.一种激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特征在于，步骤⑶所述的电镀黑铬是指在工件表面覆盖由铬及其氧化物组成的黑色镀层的电镀工艺；
3.根据权利要求2所述激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特征在于，所述电镀液由按重量份由以下组分组成：三氧化铬25份、硝酸钠10份、氟化氢铵0.5份、纯水65份组成。
4.根据权利要求3所述激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特征在于，所述电镀液配制包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特征在于，步骤⑸所述的微锻处理是指对硬铬电镀层进行表面强化及形貌控制，在工件表面生成微米级凹坑。
6.根据权利要求1所述激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特征在于，步骤⑸所述的惰性气氛是指充满氮气、氩气或氦气的环境之一。
7.根据权利要求1所述激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特征在于，步骤⑸所述的所述激光对工件表面进行加热的参数为：激光波长是1060nm，激光功率在1200～1800w之间，激光扫描速度为20～5mm/s。
8.根据权利要求1所述激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特征在于，步骤⑹所述的微锻是指用20～100μm微粒子，以200～350m/s速度撞击试样表面，其覆盖率为100％，微锻扫速20～5mm/s，微粒子射速200～350m/s，微锻喷枪与工件表面之间成15～90°之间夹角，步骤⑹所述的微锻扫描速率与步骤⑸所述的激光扫描速率一致。
9.根据权利要求1所述激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特征在于，步骤⑺所述的烘干是指将工件在烘箱80～120℃中烘烤2～5分钟；步骤⑻所述的水洗烘干是指将微锻后的工件，在酸性溶液浸泡30s，去离子水冲洗，酒精冲洗，在80℃烘箱中烘干。
10.一种激光辅助微锻处理硬铬电镀层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
