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激光淬火技術及應用
信息來源:gdotmc.com    發(fa)布時(shi)間:2019.12.30

激(ji)光淬(cui)火(huo)技術,是(shi)利用聚焦后的(de)(de)激(ji)光束快(kuai)速(su)加熱(re)鋼(gang)鐵材料表面,使其(qi)發生相變(bian),形成馬氏體(ti)淬(cui)硬層的(de)(de)過程。激(ji)光淬(cui)火(huo)的(de)(de)功率密度(du)高,冷卻速(su)度(du)快(kuai),不需(xu)要水或油(you)等冷卻介質(zhi),是(shi)清(qing)潔、快(kuai)速(su)的(de)(de)淬(cui)火(huo)工(gong)藝。

與感(gan)(gan)應(ying)淬(cui)火(huo)(huo)、火(huo)(huo)焰淬(cui)火(huo)(huo)、滲(shen)碳(tan)淬(cui)火(huo)(huo)工(gong)(gong)藝相(xiang)比,激(ji)光(guang)淬(cui)火(huo)(huo)淬(cui)硬(ying)層均勻,硬(ying)度高(gao)(一般(ban)比感(gan)(gan)應(ying)淬(cui)火(huo)(huo)高(gao)1-3HRC),工(gong)(gong)件變(bian)形(xing)小,加熱(re)層深度和(he)加熱(re)軌跡容易(yi)控制,易(yi)于實現自動化,不(bu)需要(yao)(yao)象感(gan)(gan)應(ying)淬(cui)火(huo)(huo)那樣根據(ju)不(bu)同(tong)的(de)零(ling)件尺(chi)寸設計相(xiang)應(ying)的(de)感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan),對(dui)大型(xing)零(ling)件的(de)加工(gong)(gong)也無須受到滲(shen)碳(tan)淬(cui)火(huo)(huo)等化學熱(re)處理(li)(li)時爐膛尺(chi)寸的(de)限制,因此,在(zai)(zai)很多工(gong)(gong)業領域中,正逐步取代感(gan)(gan)應(ying)淬(cui)火(huo)(huo)和(he)化學熱(re)處理(li)(li)等傳統工(gong)(gong)藝。尤其重(zhong)要(yao)(yao)的(de)是,激(ji)光(guang)淬(cui)火(huo)(huo)前后工(gong)(gong)件的(de)變(bian)形(xing)幾乎可以忽略,因此,特別(bie)適合高(gao)精度要(yao)(yao)求的(de)零(ling)件表面(mian)處理(li)(li)。激(ji)光(guang)淬(cui)硬(ying)層的(de)深度依(yi)照零(ling)件成分(fen)、尺(chi)寸與形(xing)狀以及激(ji)光(guang)工(gong)(gong)藝參數的(de)不(bu)同(tong),一般(ban)在(zai)(zai)0.3-2.0mm范圍之間(jian)。

對大型齒輪的(de)齒面、大型軸類零件(jian)的(de)軸頸進行淬火(huo),表面粗糙度基本不變,不需要后續機械加工(gong)就(jiu)可以滿足實際(ji)工(gong)況(kuang)的(de)需求。

激光熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)淬火(huo)技術是利用激光束將(jiang)基(ji)材表面加熱到熔(rong)(rong)化溫度(du)以(yi)上,由于基(ji)材內部導熱冷卻(que)而使熔(rong)(rong)化層(ceng)表面快速冷卻(que)并凝(ning)(ning)固結晶的工藝過(guo)程。獲(huo)得(de)的熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)淬火(huo)組(zu)織非常致密,沿(yan)深度(du)方向的組(zu)織依(yi)次為熔(rong)(rong)化-凝(ning)(ning)固層(ceng)、相變硬(ying)化層(ceng)、熱影響區和基(ji)材。激光熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)層(ceng)比激光淬火(huo)層(ceng)的硬(ying)化深度(du)更深、硬(ying)度(du)要(yao)高(gao),耐磨性也(ye)更好。

該(gai)技術(shu)的不足之處在于,工(gong)(gong)件表(biao)(biao)面的粗(cu)糙(cao)度(du)(du)受到一(yi)定程度(du)(du)的破(po)壞,一(yi)般需(xu)要后續機械加(jia)工(gong)(gong)才能恢復。為了降(jiang)(jiang)低激光(guang)熔(rong)凝(ning)處理(li)后零件表(biao)(biao)面的粗(cu)糙(cao)度(du)(du),減少后續加(jia)工(gong)(gong)量(liang),可配制專門(men)的激光(guang)熔(rong)凝(ning)淬火涂料(liao),大幅度(du)(du)降(jiang)(jiang)低熔(rong)凝(ning)層的表(biao)(biao)面粗(cu)糙(cao)度(du)(du)。

現(xian)在(zai)進(jin)行激光熔凝(ning)處理的(de)冶金行業各種材料的(de)軋輥(gun)等工件(jian),其表(biao)面(mian)(mian)粗糙度(du)已經接近(jin)激光淬火的(de)水平。激光淬火現(xian)已成功地應(ying)用到(dao)冶金行業、機械行業、石油化工行業中易(yi)損件(jian)的(de)表(biao)面(mian)(mian)強(qiang)化,特別是在(zai)提高軋輥(gun)、導衛(wei)、齒輪、剪刀等易(yi)損件(jian)的(de)使用壽命(ming)方面(mian)(mian),效果(guo)顯著,取得了很大(da)的(de)經濟效益與社會效益。近(jin)年來(lai),在(zai)模(mo)具(ju)、齒輪等零部件(jian)表(biao)面(mian)(mian)強(qiang)化方面(mian)(mian)也(ye)得到(dao)越來(lai)越廣泛的(de)應(ying)用。

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