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激光淬火过程及原理
来源: | 作者:辉锐集团 | 发布时间: 2021-06-25 | 1648 次浏览 | 分享到:

激光淬火(也称为激光表面淬火)是一种用于提高部件表面强度和耐久性的热处理工艺。它使用高功率二极管激光器,将能量应用于加热部件表面的局部区域。当激光穿过表面时,它会立即加热表面,并在高于奥氏体化温度的理想情况下,当激光通过该体积的金属时,它通过传导快速自淬(即冷却),从而形成马氏体结构因此,材料的硬化。与传统的硬化方法相比,激光硬化具有许多优点,例如翘曲和开裂的风险更低、精度和准确度更高,以及更广泛的激光淬火材料适用性。

激光淬火

什么 是激光淬火的过程吗?虽然根据零件和生产规格,激光硬化操作可能因项目而异,但所有这些都遵循相同的基本步骤。将工件定位在二极管激光器下方。激光淬火工艺几乎适用于任何含碳钢或铸铁。工件可以从简单到高度复杂。激活激光。一旦工件处于正确位置,预编程的机器人程序就会激活激光,将局部区域的表面加热到略低于其熔点(通常在 900 到 1400° C 之间)。响应热量,碳原子的晶格重新排列。这个过程被称为奥氏体化。使激光穿过元件表面。激光束下方的区域瞬间达到所需温度,激光束被编程为沿预编程路径穿过工件表面。由激光功率和表面速度决定的单位面积激光能量决定了硬化表面深度。一旦激光在一个区域上移动,该区域就会迅速导电地淬灭。快速淬火可防止碳原子恢复其原始晶格形成并产生称为马氏体的更硬的晶体结构。正是这种结构使情况变硬。根据材料和激光工艺参数,激光硬化工艺的影响可以延伸到工件 0.1 到 2 毫米之间。此外,它可以用于部件的整个表面

激光淬火

激光淬火原理:激光淬火表示一种热处理,其中有快速加热、温度保持和快速冷却。被加工材料的结构受几个参数的影响,例如激光束性能及其模式、吸收激光辐射的能力、特定材料特性及其微观结构。在使用高性能二极管激光器进行表面硬化期间,温度保持率约为 10 -3到 10 秒。因此,钢在加热阶段会发生奥氏体化,并且在随后的冷却过程中会形成所需的细晶粒马氏体组织。热量的消散,即材料的冷却,直接通过工件材料进行。淬火主要在没有冷却剂供应的情况下进行,即直接在大气条件下进行。为防止表面氧化,可在辅助气体保护气氛下进行硬化。可能性:激光可用于普通结构钢和工具钢、灰口铸铁、片状石墨铸铁以及球状石墨的表面淬火。材料淬透性的条件是碳含量。硬化材料必须至少含有 0.22% 的碳。此外,高性能二极管激光器也可用于淬火具有预渗碳或预氮化表面的钢。在激光硬化过程中,温度上升速度超过 1000 [K∙s -1 ]。加热温度可通过高温计或热像仪进行调节和监控。激光淬火的优势:在精确所需的点/位置进行局部表面硬化,同时保持材料的韧性不受影响低温变形过程温度在线控制,高处理速度和效率不需要或极少需要后续治疗不产生表面裂纹低表面氧化环保工艺能源效率简单的过程自动化激光淬火原理激光淬火表示一种热处理,其中有快速加热、温度保持和快速冷却。被加工材料的结构受几个参数的影响,例如激光束性能及其模式、吸收激光辐射的能力、特定材料特性及其微观结构。在使用高性能二极管激光器进行表面硬化期间,温度保持率约为 10 -3到 10 秒。因此,钢在加热阶段会发生奥氏体化,并且在随后的冷却过程中会形成所需的细晶粒马氏体组织。热量的消散,即材料的冷却,直接通过工件材料进行。淬火主要在没有冷却剂供应的情况下进行,即直接在大气条件下进行。为防止表面氧化,可在辅助气体保护气氛下进行硬化。可能性激光可用于普通结构钢和工具钢、灰口铸铁、片状石墨铸铁以及球状石墨的表面淬火。材料淬透性的条件是碳含量。硬化材料必须至少含有 0.22% 的碳。此外,高性能二极管激光器也可用于淬火具有预渗碳或预氮化表面的钢。在激光硬化过程中,温度上升速度超过 1000 [K∙s -1 ]。加热温度可通过高温计或热像仪进行调节和监控。



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