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什么是激光淬火 - 優(yōu)勢和應(yīng)用 

激光淬火是一種表面激光淬火技術(shù)，它使用激光束提供一種非?？焖俚募訜峤饘俚姆椒ǎ缓罂焖倮鋮s（通常通過自淬火）。這會(huì)在表面形成馬氏體“外殼”。

表面激光淬火 

表面激光淬火或表面激光淬火是提高物體表面（外殼）硬度，而物體的內(nèi)核保持彈性和堅(jiān)韌的過程。經(jīng)此工藝處理后表面硬度、耐磨性和疲勞壽命均有所提高。這是通過多種工藝實(shí)現(xiàn)的，例如滲碳或滲氮工藝，通過該工藝，部件在高溫下暴露于含碳或含氮?dú)夥罩?。如前所述，兩個(gè)主要的材料特性受到影響：

硬度和耐磨性顯著增強(qiáng)。在材料科學(xué)中，硬度是承受表面壓痕（局部塑性變形）和劃傷的能力。硬度可能是最不明確的材料屬性，因?yàn)樗赡鼙硎究箘潅?、抗磨損、抗壓痕甚至抗成形或局部塑性變形。從工程的角度來看，硬度很重要，因?yàn)閷δΣ聊p或蒸汽、油和水侵蝕的耐磨性通常隨著硬度的增加而增加。韌性不會(huì)受到負(fù)面影響。韌性是材料吸收能量和塑性變形而不斷裂的能力。韌性的一個(gè)定義（對于高應(yīng)變率，斷裂韌性）是一種特性，它表明存在裂紋（或其他應(yīng)力集中缺陷）時(shí)材料的抗斷裂性。對于自身淬透性差甚至沒有淬透性的低碳含量的鐵或鋼，表面激光淬火過程包括將額外的碳或氮注入表層。表面激光淬火對于凸輪或環(huán)形齒輪等零件非常有用，這些零件必須具有非常堅(jiān)硬的表面以抵抗磨損，同時(shí)具有堅(jiān)固的內(nèi)部以抵抗操作過程中發(fā)生的沖擊。此外，鋼的表面激光淬火比完全激光淬火（即在整個(gè)工件中均勻地激光淬火金屬）具有優(yōu)勢，因?yàn)榭梢詫^便宜的低碳和中碳鋼進(jìn)行表面激光淬火，而不會(huì)出現(xiàn)與淬火相關(guān)的變形和開裂問題。通過厚截面的激光淬火。富含碳或氮的外表面層（或外殼) 是由氣相的原子擴(kuò)散引入的。外殼通常深約 1 毫米，比材料的內(nèi)核更硬。

激光淬火

激光淬火是一種表面淬火技術(shù)，它使用激光束提供一種非?？焖俚募訜峤饘俚姆椒?，然后快速冷卻（通常通過自淬火）。這會(huì)在表面形成馬氏體“外殼”，而物體的內(nèi)核保持彈性和堅(jiān)韌。由吸收激光產(chǎn)生的熱量被控制以防止熔化，因此用于局部表面區(qū)域的選擇性奧氏體化。將熱源從相互作用區(qū)移開后，出現(xiàn)自淬火現(xiàn)象。表層吸收的熱能迅速分布到整個(gè)工件。馬氏體是一種非常堅(jiān)硬的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，具有體心四方 (BCT) 晶體結(jié)構(gòu)。當(dāng)奧氏體的冷卻速度如此之快，以至于碳原子沒有時(shí)間從晶體結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散出足夠多的數(shù)量以形成滲碳體 (Fe3C) 時(shí)，鋼中就會(huì)形成馬氏體。激光激光淬火產(chǎn)生堅(jiān)硬、高度耐磨的表面（淺表層深度）。非常快速加熱和冷卻的薄表面區(qū)域會(huì)產(chǎn)生非常精細(xì)的馬氏體微觀結(jié)構(gòu)，即使是淬透性相對較低的鋼也是如此。激光激光淬火廣泛用于激光淬火鋼和鑄鐵機(jī)器部件的局部區(qū)域。主要優(yōu)點(diǎn)是：復(fù)雜零件的選擇性表面熱處理的可能性，加工零件的變形最小，過程快速，清潔和計(jì)算機(jī)控制。

其他表面激光淬火方法

通過表面處理進(jìn)行的表面激光淬火可進(jìn)一步分類為擴(kuò)散處理或局部加熱處理。擴(kuò)散方法引入通過擴(kuò)散進(jìn)入表面的合金元素，作為固溶劑或作為在隨后的淬火過程中輔助馬氏體形成的淬透劑。在這個(gè)過程中，合金元素在鋼部件表面的濃度增加。擴(kuò)散方法包括：滲碳。滲碳是一種表面激光淬火工藝，其中鐵合金（通常是低碳鋼）的表面碳濃度通過周圍環(huán)境的擴(kuò)散而增加。滲碳產(chǎn)生堅(jiān)硬、高度耐磨的產(chǎn)品表面（中等表面深度），具有出色的接觸載荷能力、良好的彎曲疲勞強(qiáng)度和良好的抗咬合性。氮化。滲氮是一種表面激光淬火工藝，其中鐵的表面氮濃度通過從周圍環(huán)境擴(kuò)散而增加，從而形成表面激光淬火表面。氮化產(chǎn)生堅(jiān)硬、高度耐磨的產(chǎn)品表面（淺表層深度），具有良好的接觸載荷能力、良好的彎曲疲勞強(qiáng)度和出色的抗咬合性。鮑丁。硼化，也稱為滲硼，是一種類似于氮碳共滲的熱化學(xué)擴(kuò)散過程，其中硼原子擴(kuò)散到基材中以產(chǎn)生堅(jiān)硬耐磨的表面層。該工藝需要高處理溫度 (1073-1323 K) 和長持續(xù)時(shí)間 (1-12 h)，可應(yīng)用于多種材料，如鋼、鑄鐵、金屬陶瓷和有色合金。鈦碳和鈦氮化物激光淬火。氮化鈦（一種極硬的陶瓷材料）或碳化鈦涂層可通過物理氣相沉積工藝用于此類鋼制成的工具中，以提高工具的性能和使用壽命。TiN 的維氏硬度為 1800-2100，呈金屬金色。