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激光淬火的10個特點
閱讀：30 發(fā)布時間：2023-7-16激光光淬火工藝對經(jīng)過切削加工好的構(gòu)件進(jìn)行淬硬時產(chǎn)生的局部淬火變形是很小的，由此可使后續(xù)加工減少到程度或者免去這種加工，從而使模具在淬硬后可立即投入生產(chǎn)應(yīng)用。激光束淬火設(shè)備可以擴展為激光粉末堆焊和激光焊絲堆焊。
采用10kW的激光器，淬硬寬度可達(dá)60mm
可淬硬的工件材料有結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)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。可直接淬硬的材料，其含碳量至少要達(dá)到0.22%。但是，經(jīng)滲碳的鋼和預(yù)先經(jīng)氮化的鋼同樣也可以進(jìn)行淬火。
模具表面通過大于1000oK/s的溫度的升高速度加熱到奧氏體化的溫度，這個溫升經(jīng)控制達(dá)到接近材料的熔點，但是不會到達(dá)這個熔點溫度。溫度能維持的時間約為10-3～10秒，冷卻的速度決定于溫度向構(gòu)件本身的傳導(dǎo)。在構(gòu)件表面形成一層較薄的氧化層，這一層氧化層多數(shù)是無足輕重的，并且可毫不費力地將其去除掉。在采用氣體保護(hù)的情況下進(jìn)行激光淬火時可以避免產(chǎn)生氧化層。與其他的淬火工藝相比，激光淬火所獲得的金相組織是相當(dāng)精細(xì)的顆粒。
應(yīng)該減少切削加工的制造費用或者減少“已淬硬"構(gòu)件的加工費用。
如果在淬火時傳入工件的熱量較高，由以前切削加工所形成的應(yīng)力會在工件的周圍釋放出來，造成構(gòu)件的變形。工件就需要留有加工余量，這種加工余量需要花費較多的材料費用并有一定的風(fēng)險。結(jié)果是在淬硬的構(gòu)件上必須要進(jìn)行后續(xù)加工，這會耗費較多的時間和費用。我們的目標(biāo)是，應(yīng)使構(gòu)件在>軟的<狀態(tài)下，即在淬火之前進(jìn)行切削精加工，這就必需要采用一種產(chǎn)生很小變形的淬火工藝。而采用激光器進(jìn)行局部淬火，為減小淬火變形提供了條件。并且能繼續(xù)保持構(gòu)件核芯的基本韌性和相應(yīng)降低了產(chǎn)生裂紋的風(fēng)險。
在激光淬火時，激光束瞄準(zhǔn)著被淬硬的部位或者局部的部位，只有很少量的熱傳導(dǎo)到構(gòu)件。因此，使構(gòu)件不致產(chǎn)生較大的變形，從而對淬硬工件只須進(jìn)行很少的后續(xù)加工或甚至不再需要進(jìn)行這種加工。
此外，激光淬火的較高能量效率和較短的過程時間，這對這種淬火工藝的應(yīng)用起著積極的作用。從而使經(jīng)淬硬的工件很快應(yīng)用于下列的生產(chǎn)過程。激光淬火可以集成到連續(xù)的生產(chǎn)工藝過程中。
這種淬火工藝特點是對環(huán)境友好和清潔。此外，給設(shè)計人員和生產(chǎn)規(guī)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(jīng)濟效果。
激光淬火的特點
1．淬火零件不變形、激光淬火的熱循環(huán)過程快。
2．幾乎不破壞表面粗糙度 采用防氧化保護(hù)薄涂層。
3．激光淬火不開裂、精確定量的數(shù)控淬火。
4．對局部、溝、槽淬火定位精確的數(shù)控淬火。
5．激光 淬火清潔、高效、不需要水或油等冷卻介質(zhì)。
6．淬火硬度比常規(guī)方法高 、淬火層組織細(xì)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，是一種無污染綠色環(huán)保熱處理工藝，可以很容易實行對大型模具表面進(jìn)行均勻淬火。
8. 由于激光加熱速度快，熱影響區(qū)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(fā)散角很小，具有很好的指向性，能夠通過導(dǎo)光系統(tǒng)對模具表面進(jìn)行精確的局部淬火。
10. 激光表面淬火的硬化層深度一般為0.3～1.5mm
工業(yè)機器人確保激光束對構(gòu)件的接近性
通過工業(yè)機器人來操作激光器的激光光源。一個附設(shè)的用于工件定位的回轉(zhuǎn)-傾斜工作臺幾乎確保了激光束對構(gòu)件表面的接近性。在需要時可用直線坐標(biāo)軸對工業(yè)機器人進(jìn)行補充。激光功率調(diào)控器Lompoe Pro確保了在工件表面上達(dá)到±10oK的溫度穩(wěn)定性。工件表面的溫度采用照相機進(jìn)行測定，用激光功率調(diào)控器進(jìn)行處理。這就可以通過在淬火軌跡內(nèi)精確分配溫度值。由此滿足了在高質(zhì)量要求情況下對取得均勻淬硬成果所必需的基本條件。
激光淬火技術(shù)總結(jié)：
1、從激光淬火齒面硬度、硬化層深度以及抗點蝕疲勞強度等性能指標(biāo)看，激光淬火可以取代常規(guī)的齒輪滲碳工藝.
2、激光淬火工藝采用了常用普通中碳鋼代替昂貴的合金滲碳鋼，從而有效地降低了生產(chǎn)成本，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益.
3、激光淬火解決了常規(guī)齒輪滲碳工藝中存在的變形難題，這不僅省去了后面的磨齒工藝，4、為了使此項技術(shù)能在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，在研制性能可靠的工業(yè)用大功率激光器的同時，必須進(jìn)行齒輪激光表面處理專家系統(tǒng)的研制和開發(fā)，激光處理實現(xiàn)工藝參數(shù)的計算機自動優(yōu)化、處理過程的計算機仿真模擬和實時監(jiān)控，以及熱處理后表面組織結(jié)構(gòu)和性能的計算機預(yù)測，做到齒輪激光淬火過程的易操作性，實現(xiàn)復(fù)雜形狀和人工智能化的表面處理.