发明内容
[0004] 针对现有激光淬火技术的不足，本发明提供一种针对微型剃须刀具的激光离焦淬火方法。利用激光离焦后发散的特点，将激光光斑扩大至刀片宽度，并根据刀片所需的淬火深度选择合适的场镜焦距，利用高速振镜按路径输出激光，一次完成工件的淬火。该方法具有无需重复对焦、淬火速度快、强化效果好、兼顾性能和经济效益等特点。
[0005] 为了实现上述目的，本发明方法基于以下激光离焦淬火强化装置，包括振镜式光纤激光器、X轴振镜、Y轴振镜、变焦场镜；振镜式光纤激光器发出的激光经X轴振镜反射至Y轴振镜，激光再经Y轴振镜反射至变焦场镜输出至待淬火工件；该方法包括以下步骤：
[0006] 步骤(1)、分析待淬火微型剃须刀具工件的形貌结构，根据需淬火区域的Z-轴空间投影位置，在激光离焦淬火强化装置的CAD系统中设定激光输出路径，且将工件的几何中心对齐到变焦场镜的光轴中心；
[0007] 作为优选，微型剃须刀具工件为旋转式微型剃须刀具；
[0008] 步骤(2)、根据工件刀片的宽度尺寸及所需的淬火深度选取合适的光路参数，设定最佳的场镜焦距和场镜高度。
[0009] 所述的场镜焦距的经验公式为：
[0010] 其中f为场镜焦距，单位为cm；c为刀片所需要的淬火深度，单位为cm；d为刀片宽度，单位为cm；
[0011] 所述的场镜高度的经验公式为：L≈1.3×f式(2)
[0012] 其中L为场镜高度，单位为cm；f为场镜焦距，单位为cm；c为刀片所需要的淬火深度，单位为cm；
[0013] 步骤(3)、设定激光能量密度。
[0014] 激光能量密度的选择遵循最佳原则，当激光能量密度过高时，将造成刀片的局部熔化，需降低激光功率或提高扫描速度；当激光能量密度过低时，刀片不能够被有效的淬火，需要提高激光功率或降低扫描速度；当激光能量密度在合适的区间时，获得的能量既能够驱使相变转化又可避免刀片的熔化，与此同时利用工件基体的热传导实现自冷淬火，则以此作为最佳激光能量密度设定值；
[0015] 所述的激光能量密度计算公式为：PD＝P/dv式(3)
[0016] 其中PD是激光的能量密度，单位为J/cm2；P是激光输出功率，单位为w；d是刀片的宽度，单位为cm；v是激光的扫描速度，单位为cm/s。
[0017] 实验中，激光的输出功率固定在500W，刀片的宽度为确定值,通过改变激光的扫描速度来调整激光能量密度。
[0018] 步骤(4)、安置待淬火工件后打开激光器，扫描一次完成后，关闭激光设备，取出淬火工件，分析其淬火后的金相及硬度变化。
[0019] 本发明具有以下有益效果：
[0020] 本发明提供了一种利用振镜式光纤激光器作为淬火设备，对微型刀具进行高速激光离焦淬火的方法。该方法克服了传统激光淬火工艺较为复杂的往复扫描、对焦工序，以及对于微型薄壁刀具的淬火效果差的缺陷，具有淬火深度可调节，淬火全过程激光无需重复对焦，速度快，热积累效应小，工艺稳定性强等特点。当用于旋转式微型剃须刀具淬火时，表现出较明显的淬火硬化现象，具有工艺简单，生产成本低，兼顾效益的特点。
