激光淬火,又叫激光相變硬化技術(shù),其采用高能量激光作為熱源,使金屬表面快熱快冷,瞬間完成淬火過程,得到高硬度、超細的馬氏體組織,提高金屬表面的硬度和耐磨性,并且在表面形成壓應(yīng)力,提高疲勞強度。
1)加工效率高:材料表面的快速加熱(105~106oC/s)和快速自冷(105oC/s),有利于提高掃描速度及相應(yīng)的生產(chǎn)率,可取代傳統(tǒng)的淬火。
2)淬火質(zhì)量均勻可控:激光相變硬化通常比常規(guī)相變硬化硬度高5~20%,可獲得極細的硬化層組織。采用大功率的激光器,硬化層深度可達2mm。
3)加工變形?。河捎诩す饧訜崴俣瓤欤蚨鵁嵊绊憛^(qū)小,相變硬化應(yīng)力及變形小。
4)淬火區(qū)域可選:可以對形狀復(fù)雜的零件和不能用其它常規(guī)方法處理的零件進行硬化處理,如具有溝槽的零件。
5)自動化程度高:工藝過程易實現(xiàn)計算機控制,自動化程度高,可納入生產(chǎn)流水線。
6)對環(huán)境無污染:激光相變硬化熱量由表及里的傳導(dǎo)自冷,無需水、油等冷卻介質(zhì),也無需添加功能合金材料,環(huán)保節(jié)能。
應(yīng)用背景
汽車工業(yè)中的大部分零部件的加工制造都離不開汽車模具的使用。汽車模具自身的加工質(zhì)量、精度直接影響汽車部件的加工品質(zhì)、加工效率及其使用壽命。而且如果汽車模具表面的加工質(zhì)量及強度、硬度達不到要求,在夾模、脫模過程中還會對模具自身表面造成破壞,從而影響其使用壽命。傳統(tǒng)熱處理加工過程控制要求很高,稍有不甚,就會導(dǎo)致工件產(chǎn)生變形、裂痕及凹陷等瑕疵,最終影響其使用壽命。隨著激光加工技術(shù)的快速發(fā)展,激光淬火作為一種新型的表面淬火工藝得到發(fā)展及應(yīng)用。
典型應(yīng)用
近些年來隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展,激光表面淬火技術(shù)在 汽車模具的熱處理方面得到了大量應(yīng)用,如:沖壓模具、拉延模具、注塑模具等表面淬火 強化。
由于在熱處理領(lǐng)域的獨特優(yōu)勢,激光淬火在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣,如齒輪、軸、結(jié)構(gòu)件等激光淬火強化,以提高汽車的使用壽命。許多國外的汽車廠家,甚至點名要求某些零部件須使用激光淬火強化。
不僅如此,激光淬火還可以在不燒塌刃口的情況下, 對刃口進行恒溫?zé)崽幚?,提高刃口區(qū)域的硬度和壽命。而隨著激光技術(shù)的不斷普及和發(fā)展,激光淬火技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用也將更加廣泛。