激光表面淬火工藝及特點

    激光表面淬火的原理與普通熱處理相同,但加熱時間很短(在千分之幾秒至零點幾秒范圍內(nèi))、面積小、冷卻時間短,即用激光作為熱源,快速加熱金屬表面一小塊區(qū)域,使其奧氏體化,然后淬火強(qiáng)化。理論和實踐都證實,表面溫度和熱穿透深度都與激光照射持續(xù)時間的平方根成正比。因此,可以通過適當(dāng)調(diào)整光斑尺寸、掃描速度和激光功率來控制表面溫度和熱穿透深度。當(dāng)激光束離開被加熱表面時,那里的熱量很快轉(zhuǎn)移到表面其余的冷態(tài),相當(dāng)于自冷淬火,*采取其他快速冷卻措施。激光束掃描時,還可以通過改變光束擺動的幅度和頻率來調(diào)節(jié)功率密度,從而控制淬火層的深度和覆蓋范圍。



    由于激光光斑或光束擺動的幅度很小,只能通過光束在零件表面一一掃描來加熱。為了不因后一個掃描條邊緣處的熱量而使**個掃描條的淬火部分回火和軟化,應(yīng)努力使光束或振蕩表面邊緣的能量分布陡峭為可能的,這也可以使用光柵來實現(xiàn)。

    與感應(yīng)加熱表面淬火類似,一般鋼鐵材料激光表面淬火后的組織也分為表面完全淬火區(qū)、亞層不完全淬火區(qū)(過渡區(qū))和心部未淬火區(qū)。

    與普通熱處理相比,激光淬火技術(shù)具有以下特點。

    1、加熱速度較快,工件熱變形較小。由于激光功率密度高,加熱速率可達(dá)1010℃/s,熱影響區(qū)小,工件熱變形小。

    2、冷卻速度非???/strong>。在工件有足夠質(zhì)量的前提下,冷卻速率可達(dá)1023℃/s;不需要冷卻介質(zhì),通過從表面向內(nèi)部的熱傳導(dǎo)進(jìn)行自冷淬火。

    3、工件經(jīng)激光淬火后,表面獲得細(xì)小的馬氏體組織,具有較高的表面硬度(比普通淬火硬度值高15%~20%)和較高的疲勞強(qiáng)度(表面有殘余壓應(yīng)力以上) 4000MPa)。

    4、由于激光束的掃描(加熱)面積很小,可以加工形狀復(fù)雜的工件(如小凹槽、盲孔、小孔、薄壁件等)或局部加工加工非常精確,還可以根據(jù)需要對同一零件的不同部位進(jìn)行不同的處理。

    5、不需要加熱介質(zhì),不會排放氣體污染環(huán)境,有利于保護(hù)環(huán)境。

    6、節(jié)能,且工件表面潔凈,處理后*打磨,可作為工件精加工的最后一道工序。

    激光表面淬火的較大缺點是激光發(fā)生器價格昂貴。

    由于激光表面淬火的上述優(yōu)點,雖然研制時間短,但進(jìn)展快,已成功應(yīng)用于一些機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn),如變速箱齒輪、發(fā)動機(jī)缸套、軸承套圈和導(dǎo)軌等。鐵軌等等。



    西安國盛激光科技有限公司專注于激光熔覆設(shè)備,激光淬火設(shè)備,3D打印設(shè)備等

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