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激光淬火技术及其特点
来源: | 作者:辉锐集团 | 发布时间: 2022-04-21 | 952 次浏览 | 分享到:

激光淬火是一种利用高能量激光束扫描工件使被扫描的区域表面硬化的技术。其基本原理为用一定能量密度(103~105W/cm2)的激光照射工件,使被照射的表层区域被急速加热至相变点以上,熔点以下的温度,此时工件基体仍处于冷态,加热区与基体之间存在很大的温度梯度,当激光束停止照射时,由于热传导的作用,加热区会急速冷却(106~108℃/s)而发生马氏体转变,使工件表层实现相变硬化。

(1)激光淬火是快速加热、自激冷却,不需要炉膛保温和冷却液淬火,是一种无污染绿色环保热处理工艺,可以很容易实行对大型模具表面进行均匀淬火。

(2)由于激光加热速度快,热影响区小,又是表面扫描加热淬火,即瞬间局部加热淬火,所以被处理的模具变形很小。

(3)由于激光束发散角很小,具有很好的指向性,能够通过导光系统对模具表面进行精确的局部淬火。

(4)激光淬火的硬化层深度一般为0.3~0.7mm。

激光淬火

激光淬火技术,是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面,使其发生相变,形成马氏体淬硬层的过程。激光淬火的功率密度高,冷却速度快,不需要水或油等冷却介质,是清洁、快速的淬火工艺。接下来小编给大家介绍一下激光淬火技术的应用。与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比,激光淬火淬硬层均匀,硬度高(一般比感应淬火高1-3HRC),工件变形小,加热层深度和加热轨迹容易控制,易于实现自动化,不需要象感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈,对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制,因此,在很多工业领域中,正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。尤其重要的是,激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略,因此,特别适合高精度要求的零件表面处理。激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同,一般在0.3-2.0mm范围之间。对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火,表面粗糙度基本不变,不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。激光熔凝淬火技术是利用激光束将基材表面加热到熔化温度以上,由于基材内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的工艺过程。获得的熔凝淬火组织非常致密,沿深度方向的组织依次为熔化-凝固层、相变硬化层、热影响区和基材。激光熔凝层比激光淬火层的硬化深度更深、硬度要高,耐磨性也更好。该技术的不足之处在于,工件表面的粗糙度受到一定程度的破坏,一般需要后续机械加工才能恢复。为了降低激光熔凝处理后零件表面的粗糙度,减少后续加工量,可配制专门的激光熔凝淬火涂料,大幅度降低熔凝层的表面粗糙度。现在进行激光熔凝处理的冶金行业各种材料的轧辊等工件,其表面粗糙度已经接近激光淬火的水平。

激光淬火

激光淬火主要是用来处理铁基材科,其基本机理是经过高能激光束扫描工件表面,工件表层资料吸收激光辐射能并转化为热能,然后经过热传导使周围资料温度以极快的速度升高到奥氏体相变以上、熔点以下,再经过资料基体的自冷却作用使被加热的表层资料以超过马氏体相变临界冷却速度而快速冷却,然后完成相变硬化。 因为激光淬火过程中很大的过热度和过冷度使得淬硬层的晶粒极细、位错密度极高且表层形成应力,进而可以大提高工件的耐磨性、抗疲劳、耐腐蚀、抗氧化等功能,延伸工件的使用寿命。激光淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化,特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刀等易损件的使用寿命方面,效果显著,取得了很大的经济效益与社会效益。近年来,在模具、齿轮等零部件表面强化方面也得到越来越广泛的应用。激光淬火技术,是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面,使其发生相变,形成马氏体淬硬层的过程。


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