上海炬辰激光技術(shù)有限公司

 

       激光淬火又稱為激光相變硬化, 是指以高能密度的激光束照射工件表面, 使其需要硬化部位瞬間吸收光能并立即轉(zhuǎn)化為熱能, 從而使激光作用區(qū)的溫度急劇上升形成奧氏體, 經(jīng)隨后的快速冷卻, 獲得極細(xì)小馬氏體和其他組織的高硬化層的一種熱處理技術(shù)。激光淬火的主要特點(diǎn)為：

  （1）材料表面的高速加熱和高速自冷。加熱速度可達(dá)10?~ 109 ℃/s, 冷卻速度可10?℃/s, 這就有利于提高掃描速度及相應(yīng)的生產(chǎn)率。

   ( 2)  激光淬火處理后的工件表面硬度高, 通常比常規(guī)淬火硬度高5%~20%, 可獲得極細(xì)的硬化層組織。 

   ( 3)  由于激光加熱速度快, 因而熱影響區(qū)小,激光淬火應(yīng)力及變形小。一般認(rèn)為激光淬火處理幾乎不產(chǎn)生變形, 而且相變硬化可以使表面產(chǎn)生大于4 000            MPa 的壓應(yīng)力, 有助于提高零件的疲勞強(qiáng)度; 但厚度小于5mm 的零件其變形仍不可忽視。

   ( 4)  可以對(duì)形狀復(fù)雜的零件和不能用其它常規(guī)方法處理的零件進(jìn)行局部硬化處理, 如具有溝槽的零件。

   ( 5)  激光淬火工藝周期短, 生產(chǎn)效率高, 工藝過(guò)程易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制, 自功化程度高, 可納入生產(chǎn)流水線。

   ( 6)  激光淬火靠熱量由表及里的傳導(dǎo)自冷,無(wú)需冷卻介質(zhì), 對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

       激光熱處理是利用高功率密度的激光束對(duì)金屬進(jìn)行表面處理的方法，它可以對(duì)金屬實(shí)現(xiàn)相變硬化（或稱作表面淬火、表面非晶化、表面重熔粹火）、表面合金化等表面改性處理，產(chǎn)生用其大表面淬火達(dá)不到的表面成分、組織、性能的改變。經(jīng)激光處理后，鑄鐵表面硬度可以達(dá)到HRC55度以上，中碳及高碳的碳鋼，表面硬度可達(dá)HRC60度以上,從而提高起抗磨性,抗疲勞,耐腐蝕,抗氧化等性能,延長(zhǎng)其使用壽命.激光熱處理技術(shù)與其它熱處理如高頻淬火,滲碳,滲氮等傳統(tǒng)工藝相比,具有以下特點(diǎn): 

1.無(wú)需使用外加材料,僅改變被處理材料表面的組織結(jié)構(gòu).處理后的改性層具有足夠的厚度,可根據(jù)需要調(diào)整深淺一般可達(dá)0.1-2mm . 

2.處理層和基體結(jié)合強(qiáng)度高.激光表面處理的改性層和基體材料之間是致密的冶金結(jié)合,而且處理層表面是致密的冶金組織,具有較高的硬度和耐磨性. 

3.被處理件變形極小，由于激光功率密度高，與零件的作用時(shí)間很短（10-2-10秒），故零件的熱變形區(qū)和整體變化都很小。故適合于高精度零件處理，作為材料和零件的最后處理工序。 

4．加工柔性好，適用面廣。利用靈活的導(dǎo)光系統(tǒng)可隨意將激光導(dǎo)向處理部分，從而可方便地處理深孔、內(nèi)孔、盲孔和凹槽等，可進(jìn)行選擇性的局部處理。 

激光熱處理在汽車行業(yè)應(yīng)用極為廣泛，在許多汽車關(guān)鍵件上，如：缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、派啟發(fā)、閥座、搖臂、鋁活塞環(huán)槽等幾乎都可以采用激光熱處理。例如：美國(guó)通用汽車公司用十幾臺(tái)千瓦級(jí)CO2激光器，對(duì)換向器殼內(nèi)壁局部硬化，日產(chǎn)3萬(wàn)套，提高工效四倍。我國(guó)采用大功率CO2激光器對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行缸孔強(qiáng)化處理，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)大修里程到15萬(wàn)公里以上，一臺(tái)汽缸等于三臺(tái)不經(jīng)處理的汽缸。