采用激光快速加熱工件表面薄層,進(jìn)行表面改性的金屬熱處理工藝,主要有激光淬火、激光上釉、激光熔覆等。
激光淬火鋼鐵的激光淬火是工業(yè)應(yīng)用最多的一種激光熱處理工藝。能密度為105W/cm2的激光掃描加熱工件表面,瞬時(shí)加熱至淬火溫度的薄層在光斑移動(dòng)后迅速自冷完成淬火過(guò)程,并利用余熱進(jìn)行自回火。淬硬層一般在1mm以內(nèi)。
本方法相對(duì)于常規(guī)表面淬火(如高頻感應(yīng)加熱表面淬火),其優(yōu)點(diǎn)是:
(一)被處理部位的表面升溫和冷卻速度極快,因?yàn)楣獍吣芰棵芏雀?,使工件表面形成了超?xì)馬氏體組織,大大提高了工件的表面硬度和耐密性。
(2)不用淬火介質(zhì),完全沒(méi)有污染。
(3)由于淬火區(qū)通常是在要硬化表面掃描,所以它是成條帶(組成各種網(wǎng)格或花紋),因此淬火整體的變形量小于整體淬火,而且淬火的整體變形量小于整體淬火,如高頻表面淬火。最成熟的激光淬火工件包括內(nèi)燃機(jī)缸套、曲軸、凸輪軸和齒輪。
在不改變工件整體力學(xué)性能的情況下,激光上釉灰口鑄鐵件織,大大提高了表面硬度和耐磨性,不改變工件的整體力學(xué)性能。精磨鋼輥可以用激光打毛;,以增加咬入能力;高速鋼刀刃的薄層可以通過(guò)激光處理再。
利用激光快速熔化所要覆蓋的材料,在工件表面涂覆,既能通過(guò)簡(jiǎn)單覆蓋,又能通過(guò)形成過(guò)渡層來(lái)增強(qiáng)結(jié)合力,或者只形成擴(kuò)散層來(lái)稍微改變表面化學(xué)成分。本法可將一些難熔材料涂覆在金屬上,如在鈦合金上涂鍍二氧化鋯層,具有極大的應(yīng)用潛力。