激光淬火设备淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化,特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面,效果显著,取得了很大的经济效益与社会效益。近年来在模具、齿轮等零部件表面强化方面也得到越来越广泛的应用。
激光淬火设备淬火的功率密度高,冷却速度快,不需要水或油等冷却介质,是清洁、快速的淬火工艺。与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比,激光淬火淬硬层均匀,硬度高(一般比感应淬火高1-3HRC),工件变形小,加热层深度和加热轨迹容易控制,易于实现自动化,不需要像感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈,对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制,因此在很多工业领域中正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。尤其重要的是激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略,因此特别适合高精度要求的零件表面处理。
激光淬火技术的前沿主要是在数值模拟和计算机控制技术的结合研究。激光淬火设备通过建立激光淬火技术实时控制系统,有助于运用激光淬火技术全面自动化生产。如运用数值模拟建立模型,通过激光淬火设备生产新材料,制造出新合金,可以应用在航天环境,超高温环境和化学腐蚀性环境条件下的机械零件上,这是激光淬火技术的前沿。
激光淬硬层的深度依照零件成分、激光淬火设备尺寸与形状以及激光工艺参数的不同,一般在0.3-2.0mm范围之间。对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火,表面粗糙度基本不变,不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。
激光淬火设备适合各类型零件的热处理:
1.难以进入热处理炉的大型工件。
2.仅需对沟、槽、孔、边、刃口等局部表面进行热处理的工件。
3.常规热处理工艺难以处理到的部位。
4.对热处理变形量要求高的精密零件。
5.铸铁工件表面的热处理。
6.常规热处理工艺易产生裂纹的零件。
7.常规热处理工艺达不到硬度要求的零件。
激光淬火设备激光淬火硬化一般分为三种工艺: 激光相变硬化,激光熔化凝固硬化和激光冲击硬化。它们共同的理论基础是激光与材料相互作用的规律。三种工艺各自的特点主要是作用于材料上的激光能量密度不同,并且与激光作用于材料上的时间有关。
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