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本发明提供了一种基于钛合金表面激光氮化和喷丸同步复合技术的工艺方法与装置，本发明方法是在激光气体氮化时，同步采用高速喷射的弹丸流对尚未完全冷却的氮化层表面进行敲击，使氮化层内部产生残余压应力，以抵消氮化过程中由于受热不均匀产生的热拉应力，改善氮化层内部的应力状态，从而避免氮化层开裂；本发明在优化工艺参数的基础上，改进试验装置，将激光氮化技术和喷丸技术相结合，有效改善了激光氮化过程中氮化层内部的应力状态，制备出无裂纹的氮化层；本发明利用喷丸强化时载气在试样表面形成的一层稳定的层流，作为激光气体氮化时所需的反应气体，这使得整个强化过程可以在开放环境下进行，无需气密装置，成本低，效率高，易于工业化。

本发明公开一种四点接触球式轴承滚道表面激光相变硬化加工方法，六自由度工业机器人机器手臂末端在滚道曲率中心处铰接一个激光器，激光器的激光光源采用高斯热源；转台沿轴承中心轴做等速圆周转动，激光器在垂直面沿着滚道曲率半径方向从起始点至结束点摆动，转台旋转一周，产生螺旋形的第一圈激光相变硬化区域，转台再旋转一周，产生螺旋形的第二圈激光相变硬化区域，以此类推，完成激光相变硬化加工；两圈激光相变硬化区域中间是螺旋形的相变硬化间隙，改变激光器的功率和光斑尺寸，输出激光光斑二在相变硬化间隙的表面中间区域扫描，在不同圈的间隙表面加工出螺旋形的沟槽织构，最终形成深度较均匀的硬化层，具有加工连续性，效率高等优点。