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由于激光束發散角很小,具有很好的指向性,能夠通過導光系統對模具表面進行的局部淬火。
激光表面淬火的硬化層深度一般為0.3~1.5mm。
激光淬硬層的深度依照零件成分、尺寸與形狀以及激光工藝參數的不同,一般在0.3~2.0mm范圍之間。對大型齒輪的齒面、大型軸類零件的軸頸進行淬火,表面粗糙度基本不變,不需要后續機械加工就可以滿足實際工況的需求。
激光熔凝淬火技術 [1] 是利用激光束將基材表面加熱到熔化溫度以上,由于基材內部導熱冷卻而使熔化層表面快速冷卻并凝固結晶的工藝過程。獲得的熔凝淬火組織非常致密,沿深度方向的組織依次為熔化-凝固層、相變硬化層、熱影響區和基材。激光熔凝層比激光淬火層的硬化深度更深、硬度要高,耐磨性也更好。該技術的不足之處在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破壞,一般需要后續機械加工才能恢復。為了降低激光熔凝處理后零件表面的粗糙度,減少后續加工量,華中科技大學配制了的激光熔凝淬火涂料,可以大幅度降低熔凝層的表面粗糙度。進行激光熔凝處理的冶金行業各種材料的軋輥、導衛等工件,其表面粗糙度已經接近激光淬火的水平。
激光淬火現已成功地應用到冶金行業、機械行業、石油化工行業中易損件的表面強化,特別是在提高軋輥、導衛、齒輪、剪刃等易損件的使用壽命方面,效果顯著,取得了很大的經濟效益與社會效益。近年來在模具、齒輪等零部件表面強化方面也得到越來越廣泛的應用。
激光淬火的應用實例:激光淬火強化的鑄鐵發動機汽缸移動圖冊,其硬度提高HB230提高到HB680,使用壽命提高2~3倍。
齒輪是機械制造行業中應用廣泛的零件.為了提高齒輪的承載能力,需對齒輪進行表面硬化處理.而傳統的齒輪硬化處理工藝,如滲碳、氮化等表面化學處理和感應表面淬火、火焰表面淬火等存在兩個主要問題:即熱處理后變形較大和不易獲得沿齒廓均勻分布的硬化層,從而影響齒輪的使用壽命.
激光淬火的特點
1.淬火零件不變形、激光淬火的熱循環過程快。
2.幾乎不破壞表面粗糙度 采用防氧化保護薄涂層。
3.激光淬火不開裂、定量的數控淬火。
4.對局部、溝、槽淬火定位的數控淬火。
5.激光 淬火清潔、、不需要水或油等冷卻介質。
6.淬火硬度比常規方法高 、淬火層組織細密、強韌性好。
7. 激光淬火是快速加熱、自激冷卻,不需要爐膛保溫和冷卻液淬火,是一種綠色環保熱處理工藝,可以很容易實行對大型模具表面進行均勻淬火。
8. 由于激光加熱速度快,熱影響區小,又是表面掃描加熱淬火,即瞬間局部加熱淬火,所以被處理的模具變形很小。
9. 由于激光束發散角很小,具有很好的指向性,能夠通過導光系統對模具表面進行的局部淬火。
10. 激光表面淬火的硬化層深度一般為0.3~1.5mm。
激光淬火工藝是可直接淬硬的材料如結構鋼、調質鋼和鑄鋼,以及各種不同種類的如片狀石墨鑄鐵或球狀石墨鑄鐵的工藝。
這種淬火工藝特點是對環境友好和清潔。此外,給設計人員和生產規劃人員打開了新的可能性。很多年來,證明激光淬火具有明顯的經濟效果。
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