【摘 要】
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激光清洗具有非接触、绿色环保无污染、不损伤基材、适用范围广等一系列优良特性,是一种新型高效具有发展前景的清洗手段。FV520B是马氏体时效硬化不锈钢,具有强度高、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀等特点,常用于制造风机叶片、叶轮及转子等部件。以FV520B为材料制造的大型离心压缩机叶轮装配过程中多采用热装法实现过盈配合,热装过程由于叶轮高温条件下发生氧化极易在表面形成氧化色。采用激光清洗去除FV520B钢高
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激光清洗具有非接触、绿色环保无污染、不损伤基材、适用范围广等一系列优良特性,是一种新型高效具有发展前景的清洗手段。FV520B是马氏体时效硬化不锈钢,具有强度高、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀等特点,常用于制造风机叶片、叶轮及转子等部件。以FV520B为材料制造的大型离心压缩机叶轮装配过程中多采用热装法实现过盈配合,热装过程由于叶轮高温条件下发生氧化极易在表面形成氧化色。采用激光清洗去除FV520B钢高温氧化色,可最大程度地减少清洗过程对叶轮基体的伤害,保证清洗过程的安全高效。本文以FV520B钢为基材,打磨成不同粗糙度后在高温条件下保温制备氧化色,采用单因素变量法探究不同工艺参数（功率、频率、清洗次数）和试样初始粗糙度对FV520B钢高温氧化色清洗效果的影响。分析不同激光清洗工艺参数对氧化色试样粗糙度变化的影响,以及清洗后试样的耐腐蚀性能和亲疏水性能变化规律及产生原因。对于粗糙度Ra=0.503μm（经200#砂纸打磨）的FV520B高温氧化色样品,在脉冲频率20 k Hz时,功率低于120 W时清洗后试样粗糙度无明显变化,当功率在120-200 W时,随激光功率增大粗糙度逐渐减小;200#打磨制备的氧化色试样,最佳清洗参数为120 W/20 k Hz（能量密度3.75 J/cm2）,清洗1次后可将氧化色有效清除,粗糙度变化不大;清洗2次后粗糙度降低了40.8%。选用打磨抛光后制备的FV520B钢高温氧化色试样进行激光清洗后的腐蚀性能检测,发现随着清洗激光能量密度的增大,清洗后试样耐腐蚀性先增大再减小再增大,腐蚀后试样点蚀率先减小再增大,能量密度5.625 J/cm2激光清洗氧化色1次,可将过渡区易腐蚀的Fe O进行去除,同时表面形成了Cr2O3含量较高的薄膜,清洗后试样耐腐蚀性能优良,点蚀率较低。采用能量密度为5.625 J/cm2的清洗参数,清洗2、3次试样表面耐蚀性增强,清洗10次时试样表面出现严重烧蚀,耐蚀性出现下降。同样对打磨抛光后制备的FV520B钢高温氧化色试样进行激光清洗后的表面亲疏水性能表征,发现激光清洗后水滴在表面接触角均大于未清洗氧化色试样。随着激光能量密度的升高,氧化色试样清洗后表面水滴接触角呈阶段上涨趋势。当能量密度在4.375-5.625 J/cm2时表面呈现疏水性,水滴接触角均值在97.26°-97.58°之间。当能量密度增大至6.25 J/cm2时接触角出现小幅上升,均值上升至99.54°;采用能量密度为5.625 J/cm2的激光对试样进行不同次数清洗,清洗1-3次试样表面水滴接触角无明显变化,接触角平均值为96.92°-97.26°,清洗10次时表面发生严重烧蚀,接触角平均值上升至103.66°。
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