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工業(yè)制造

探討激光在材料表面淬火處理技術(shù)的應(yīng)用

星之球激光 來源:光電論壇2014-01-17 我要評(píng)論(0 )   

改性是材料表面局部快速處理工藝的-種新技術(shù),它包括激光淬火、激光表面熔凝、激光表面熔覆、激光沖擊強(qiáng)化、激光表面毛化等。通過激光與材料 表面的相互作用,使材料表...

     改性是材料表面局部快速處理工藝的-種新技術(shù),它包括激光淬火、激光表面熔凝、激光表面熔覆、激光沖擊強(qiáng)化、激光表面毛化等。通過激光與材料 表面的相互作用,使材料表層發(fā)生所希望的物理、化學(xué)、力學(xué)等性能的變化,改變材料表面結(jié)構(gòu),獲得工業(yè)上的許多良好性能。激光改性主要用于強(qiáng)化零件 的表面,工藝簡(jiǎn)單、加熱點(diǎn)小、散熱快、可以自冷淬火。表面改性后的工件變形 小,適于作為精加工的后續(xù)工序。由于激光束移動(dòng)方便,易于控制,可以對(duì)形狀復(fù)雜的零件,甚至管狀零件的內(nèi)壁進(jìn)行處理,因此激光改性應(yīng)用十分廣泛。

    1.激光淬火技術(shù)

    激光淬火技術(shù),又稱激光相變硬化,是激光表面改性技術(shù)的一種。

    激光淬火技術(shù)主要用來處琿鐵基材料,其基本機(jī)理是利用聚焦后的髙能激光柬照射鋼鐵樹料工件表而,丁件表辰材料吸收激光輛射能并轉(zhuǎn)化為熱能,使其溫度迅速升高到相變點(diǎn)以上。當(dāng)激光移開后,由于仍處于低溫的內(nèi)戻材料的快速導(dǎo)熱作用,使表層快速冷卻到馬氏體相變點(diǎn)以下, 獲得淬硬層。激光淬火不需要洋火介質(zhì),只要把激光束引導(dǎo)到被加工表面,對(duì)其進(jìn)行掃描就可以實(shí)現(xiàn)淬火。因此,激光淬火設(shè)備更像機(jī)床。

    由于激光淬火過程中很大的過熱度和過冷度使得淬硬層的晶粒極細(xì),位錯(cuò)密度極高且在表層形成壓應(yīng)力,進(jìn)而可以大大提高工件的耐磨性、抗疲勞、 耐腐蝕、抗氧化等性能,延長(zhǎng)工件的使用壽命。

    激光淬火技術(shù)的特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn):

    1.無需使用外加材料就可以顯苦改變被處理材料表面的組織結(jié)構(gòu),大大改善工件的性能。激光淬火過程的急熱急冷過程使得淬火后,馬氏體晶粒極細(xì),錯(cuò)位密度相對(duì)于常規(guī)淬火更髙,進(jìn)而大大提高材料性能。

    2.處理層和基體結(jié)合強(qiáng)度高。激光表面處理的改性層和基體材料之間是致密的冶金結(jié)合,而片處理層表而也是致密的冶金組織,具有較卨的硬度和良好的耐磨性。

   3.被處押工件變形極小,適合于高精度零件處理,可作為材料和零件的最后處理工序。這是由于激光功率密度高,與零件上某點(diǎn)的作用時(shí)間很短故零件的熱變形區(qū)和幣體變化都很小。

    4.加工柔性好,適用面廣。激光光斑面積較小,不可能同時(shí)對(duì)大面積表面進(jìn)行加工,但是可以利用靈活的導(dǎo)光系統(tǒng)隨意將激光導(dǎo)向處理部分,從而可 方便地處理深孔、內(nèi)孔、肓孔和凹槽等局部區(qū)域。改性層厚度與激光淬火中藝參數(shù)息息相關(guān),因此可根據(jù)需要調(diào)整硬化層深淺。

    5.有明顯的機(jī)械作用力和工具損耗,噪聲小、污染小、無公害、勞動(dòng)條件好。激光器配以微機(jī)控制系統(tǒng),很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),易于批量生產(chǎn),效率很高,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

 

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