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激光淬火的定義是什么
來源:
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作者:輝銳集團(tuán)
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發(fā)布時(shí)間: 2021-05-25
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激光淬火是使用激光將材料加熱到變相點(diǎn)及以上隨著材料自身冷卻,奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,從而使材料的表面硬化。在使用激光的淬火牙齒表面,它的加熱和冷卻速度非常高,處理周期短,不需要外部淬火介質(zhì)。它具有工件變形小,工作環(huán)境清潔,磨削后無需精加工的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),并且被處理齒輪的尺寸不受熱處理設(shè)備尺寸的限制。
質(zhì)量優(yōu)勢
激光淬火具有高功率密度,快速冷卻速率,并且不需要諸如水或油的冷卻介質(zhì)。這是一個(gè)千凈,快速的淬火過程與感應(yīng)淬火,火焰淬火和滲碳淬火相比,激光淬火硬化層均勻,硬度高(一般比感應(yīng)淬火高1-3HRC),工件變形小,加熱層深度和加熱軌跡容易控制,并且很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化不必根據(jù)不同的零件尺寸(如感應(yīng)淬火)來設(shè)計(jì)相應(yīng)的感應(yīng)線大型零件的加工不必受化學(xué)熱處理(例如滲碳和淬火)過程中爐子尺寸的限制因此,感應(yīng)淬火和化學(xué)熱處理等傳統(tǒng)工藝已在許多工業(yè)領(lǐng)域逐漸被取代特別重要的是,激光淬火前后的工件變形幾乎可以忽略不計(jì)因此,它特別適用于具有高精度要求的零件的表面處理。
技術(shù)特點(diǎn)
激光硬化層的深度取決于零件的組成,尺寸和形狀以及激光加工參數(shù)一般在0.3-20mm范圍內(nèi)大型齒輪的齒面和大型軸類零件的軸頸經(jīng)過淬火處理,表面粗糙度基本不變,后續(xù)加工的需要可以滿足實(shí)際激光塎融淬火技術(shù)是通過使用激光朿將基板的表面加熱至熔融溫度,并過基板內(nèi)部的熱傳導(dǎo)冷卻將熔融層的表面迅速冷卻并固化的工藝所獲得的熔融淬火結(jié)構(gòu)非常致密,并且在深度方向上的微觀結(jié)構(gòu)是熔融凝固層,相變硬化層,熱影響區(qū)和深度更深,硬度更高,耐磨性更亥技術(shù)的缺點(diǎn)是工件表面的粗糙度在一定程度上受到損害,并且通常需要隨后的加工來恢復(fù)為了減少激光熔合處理后零件表面的粗糙度并減少后續(xù)的加工量,特殊的激光熔合淬火涂層可以大大降低熔合層的表面粗糙度現(xiàn)在,冾金工業(yè)中對各種材料(例如輥,導(dǎo)板和其他工件)的激光熔化處理。其表面粗糙烹接近激光淬火的
適用材質(zhì)
激光淬火已成功地應(yīng)用于冶金行業(yè),機(jī)械行業(yè)和石油化工行業(yè)的易耗件的表面強(qiáng)化。在提高輥,導(dǎo)向件,齒輪和切削刃等易損件的使用壽命方面,效果顯著,并獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社年來,它已越來越廣泛地用于諸如模具和齒輪等零件的表面強(qiáng)化
激光淬火的歷史與發(fā)展
早在1980年,美國軍事技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室就報(bào)告了齒輪的激光淬火研究的結(jié)果,齒輪的激光淬火研究項(xiàng)目是由伊利諾伊理工學(xué)院在芝加哥進(jìn)行的。該公司的 Altegott與貝爾飛機(jī)制造公司的Pate合作發(fā)表了題為"主軸齒輪激光表面硬化MM&T"的論文,該論文發(fā)表了實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較AMS(美囯航空航天材料規(guī)范)6265的正齒輪壽命和經(jīng)過激光表面淬火處理的齒輪的抗彎強(qiáng)度,可以看出,激光淬火取代了AMS6265齒輪在航空航天設(shè)備中進(jìn)行滲碳處理的能量。獲得顯著的經(jīng)濟(jì)成果。有效硬化深度為0.66~0.86mm,單件成本降低37%∽78%在1980年代末,加利福尼亞機(jī)械和電氣工程學(xué)院的 James f lewis使用5kW激光對大型花鍵軸進(jìn)行激光淬火。在4.32至7.62mm/s的掃描諫度和635至7.62mm的光斑直徑下,獲得淬火硬度HRC59和深度為0762至0.864mm的硬化層囯軍事研究所使用激光淬火的重型大型齒輪(如潛艇和飛機(jī))來解決常規(guī)熱處理導(dǎo)致的齒輪過度變形和噪大的問題激光淬火齒輪包括AH-64直升機(jī)輔助動(dòng)力裝置的行星齒輪和飛機(jī)主驅(qū)動(dòng)器的傳動(dòng)齒輪由于激光打磨不需要打磨,因此可以大大降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)率
激光淬火特性
1淬火零件不變形,激光淬火的熱循環(huán)快
2.幾乎不損害表面粗糙度,薄涂層具有氧化保護(hù)
3激光淬火不開裂,精確定量數(shù)控淬火
4.局部淬火,溝槽淬火,精確數(shù)控淬火
5.激光淬火清潔高效,消除了對水或油等冷卻介質(zhì)的需求
7.激光淬火是快速加熱,自激冷卻,不需要爐子保溫和冷卻液淬火。種無污染的綠色熱處理工藝,可以輕松地在大型模具表面上進(jìn)行均勻淬火。
8.由于激光的快速加熱速度,熱影響區(qū)很小,并且表面掃描被加熱和淬火,即局部加熱和淬火,因此變形的模具很小
9.由于激光朿的發(fā)散角小且方向性好,因此可以通過導(dǎo)光系統(tǒng)精確地淬火模具的表
10.激光表面硬化的硬化層的深度通常為0.3至1.5mm
激光淬火設(shè)備
1)激光
當(dāng)前,用于激光淬火的設(shè)備主要是錯(cuò)流C02激光器。出業(yè)的工作體在于光方向上圖電區(qū)域,以從中的門體j確保高功激光器的選擇應(yīng)考慮以下方面
1.激光翰出良好的光束質(zhì)量,包括模式和模式穩(wěn)定性。
2.激光翰出功率穩(wěn)定。
3.激光應(yīng)具有高可靠性,并應(yīng)能夠在工業(yè)加工環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行。
4.激光器本身應(yīng)具有良好的維護(hù),故障診斷和連鎖功供應(yīng)商的經(jīng)濟(jì)技術(shù)能力和信譽(yù)
7.設(shè)備易損件的來源是否受到保護(hù)以及供應(yīng)通道是否暢通
2)機(jī)床
工機(jī)的基本尺寸為:長5.5m,直徑Φ2.6m大尺寸范圍的特殊工件。激光加工機(jī)是可以執(zhí)行多工位激光加工的雙懸臂加工系統(tǒng)
質(zhì)量優(yōu)勢
激光淬火具有高功率密度,快速冷卻速率,并且不需要諸如水或油的冷卻介質(zhì)。這是一個(gè)千凈,快速的淬火過程與感應(yīng)淬火,火焰淬火和滲碳淬火相比,激光淬火硬化層均勻,硬度高(一般比感應(yīng)淬火高1-3HRC),工件變形小,加熱層深度和加熱軌跡容易控制,并且很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化不必根據(jù)不同的零件尺寸(如感應(yīng)淬火)來設(shè)計(jì)相應(yīng)的感應(yīng)線大型零件的加工不必受化學(xué)熱處理(例如滲碳和淬火)過程中爐子尺寸的限制因此,感應(yīng)淬火和化學(xué)熱處理等傳統(tǒng)工藝已在許多工業(yè)領(lǐng)域逐漸被取代特別重要的是,激光淬火前后的工件變形幾乎可以忽略不計(jì)因此,它特別適用于具有高精度要求的零件的表面處理。
技術(shù)特點(diǎn)
激光硬化層的深度取決于零件的組成,尺寸和形狀以及激光加工參數(shù)一般在0.3-20mm范圍內(nèi)大型齒輪的齒面和大型軸類零件的軸頸經(jīng)過淬火處理,表面粗糙度基本不變,后續(xù)加工的需要可以滿足實(shí)際激光塎融淬火技術(shù)是通過使用激光朿將基板的表面加熱至熔融溫度,并過基板內(nèi)部的熱傳導(dǎo)冷卻將熔融層的表面迅速冷卻并固化的工藝所獲得的熔融淬火結(jié)構(gòu)非常致密,并且在深度方向上的微觀結(jié)構(gòu)是熔融凝固層,相變硬化層,熱影響區(qū)和深度更深,硬度更高,耐磨性更亥技術(shù)的缺點(diǎn)是工件表面的粗糙度在一定程度上受到損害,并且通常需要隨后的加工來恢復(fù)為了減少激光熔合處理后零件表面的粗糙度并減少后續(xù)的加工量,特殊的激光熔合淬火涂層可以大大降低熔合層的表面粗糙度現(xiàn)在,冾金工業(yè)中對各種材料(例如輥,導(dǎo)板和其他工件)的激光熔化處理。其表面粗糙烹接近激光淬火的
適用材質(zhì)
激光淬火已成功地應(yīng)用于冶金行業(yè),機(jī)械行業(yè)和石油化工行業(yè)的易耗件的表面強(qiáng)化。在提高輥,導(dǎo)向件,齒輪和切削刃等易損件的使用壽命方面,效果顯著,并獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社年來,它已越來越廣泛地用于諸如模具和齒輪等零件的表面強(qiáng)化
激光淬火的歷史與發(fā)展
早在1980年,美國軍事技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室就報(bào)告了齒輪的激光淬火研究的結(jié)果,齒輪的激光淬火研究項(xiàng)目是由伊利諾伊理工學(xué)院在芝加哥進(jìn)行的。該公司的 Altegott與貝爾飛機(jī)制造公司的Pate合作發(fā)表了題為"主軸齒輪激光表面硬化MM&T"的論文,該論文發(fā)表了實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較AMS(美囯航空航天材料規(guī)范)6265的正齒輪壽命和經(jīng)過激光表面淬火處理的齒輪的抗彎強(qiáng)度,可以看出,激光淬火取代了AMS6265齒輪在航空航天設(shè)備中進(jìn)行滲碳處理的能量。獲得顯著的經(jīng)濟(jì)成果。有效硬化深度為0.66~0.86mm,單件成本降低37%∽78%在1980年代末,加利福尼亞機(jī)械和電氣工程學(xué)院的 James f lewis使用5kW激光對大型花鍵軸進(jìn)行激光淬火。在4.32至7.62mm/s的掃描諫度和635至7.62mm的光斑直徑下,獲得淬火硬度HRC59和深度為0762至0.864mm的硬化層囯軍事研究所使用激光淬火的重型大型齒輪(如潛艇和飛機(jī))來解決常規(guī)熱處理導(dǎo)致的齒輪過度變形和噪大的問題激光淬火齒輪包括AH-64直升機(jī)輔助動(dòng)力裝置的行星齒輪和飛機(jī)主驅(qū)動(dòng)器的傳動(dòng)齒輪由于激光打磨不需要打磨,因此可以大大降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)率
激光淬火特性
1淬火零件不變形,激光淬火的熱循環(huán)快
2.幾乎不損害表面粗糙度,薄涂層具有氧化保護(hù)
3激光淬火不開裂,精確定量數(shù)控淬火
4.局部淬火,溝槽淬火,精確數(shù)控淬火
5.激光淬火清潔高效,消除了對水或油等冷卻介質(zhì)的需求
7.激光淬火是快速加熱,自激冷卻,不需要爐子保溫和冷卻液淬火。種無污染的綠色熱處理工藝,可以輕松地在大型模具表面上進(jìn)行均勻淬火。
8.由于激光的快速加熱速度,熱影響區(qū)很小,并且表面掃描被加熱和淬火,即局部加熱和淬火,因此變形的模具很小
9.由于激光朿的發(fā)散角小且方向性好,因此可以通過導(dǎo)光系統(tǒng)精確地淬火模具的表
10.激光表面硬化的硬化層的深度通常為0.3至1.5mm
激光淬火設(shè)備
1)激光
當(dāng)前,用于激光淬火的設(shè)備主要是錯(cuò)流C02激光器。出業(yè)的工作體在于光方向上圖電區(qū)域,以從中的門體j確保高功激光器的選擇應(yīng)考慮以下方面
1.激光翰出良好的光束質(zhì)量,包括模式和模式穩(wěn)定性。
2.激光翰出功率穩(wěn)定。
3.激光應(yīng)具有高可靠性,并應(yīng)能夠在工業(yè)加工環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行。
4.激光器本身應(yīng)具有良好的維護(hù),故障診斷和連鎖功供應(yīng)商的經(jīng)濟(jì)技術(shù)能力和信譽(yù)
7.設(shè)備易損件的來源是否受到保護(hù)以及供應(yīng)通道是否暢通
2)機(jī)床
工機(jī)的基本尺寸為:長5.5m,直徑Φ2.6m大尺寸范圍的特殊工件。激光加工機(jī)是可以執(zhí)行多工位激光加工的雙懸臂加工系統(tǒng)
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