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激光淬火工艺是可直接淬硬的材料如结构钢、调质钢和铸钢,以及各种不同种类的如片状石墨铸铁或球状石墨铸铁的工艺。
工艺用途
其含碳量至少要达到0.22%。但是,经渗碳的钢和预先经氮化的钢同样也可以进行淬火。在激光淬火时,激光束瞄准着被淬硬的部位或者局部的部位,只有很少量的热传导到构件。因此,使构件不致产生较大的变形,从而对淬硬工件只须进行很少的后续加工或甚至不再需要进行这种加工。
工艺优点
采用激光淬火工艺,对经过切削加工好的构件进行淬硬时产生的局部淬火变形是很小的,由此可使后续加工减少到程度或者完全免去这种加工,从而使模具在淬硬后可立即投入生产应用。激光束淬火设备可以扩展为激光粉末堆焊和激光焊丝堆焊。
工艺特点
这种淬火工艺特点是对环境友好和清洁。此外,给设计人员和生产规划人员打开了新的可能性。很多年来,激光淬火具有明显的经济效果。
质量优势
激光淬火的功率密度高,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。
淬火指进行材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺的设备。主要分为中频淬火炉,高频淬火炉,工频淬火炉,数控淬火机床,一体化淬火机床。淬火设备本身主要由淬火机床、中高频电源、冷却装置部分组成。
中文名淬火设备外文名Quench Equipment早出现年代战国时代种 类中频淬火炉,高频淬火炉等组成部分淬火机床、中高频电源等
淬火,本应读cuì huǒ,但在金属材料、金属材料加工、金属热处理等学术领域和行业内均读音:zhàn,如:淬(zhàn)火、淬(zhàn)硬性、淬(zhàn)透率等,详情参照淬。
淬火的原理
钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的
使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等的物理、化学性能。
淬火能使钢强化的根本原因是相变,即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织(或贝氏体组织)。
激光淬火工艺原理优势
(1) 从激光淬火齿面硬度、硬化层深度以及抗点蚀疲劳强度等性能指标看,激光淬火完全可以取代常规的齿轮渗碳工艺.
(2) 激光淬火工艺采用了常用普通中碳钢代替昂贵的合金渗碳钢,从而有效地降低了生产成本,产生了良好的经济效益.
(3) 激光淬火解决了常规齿轮渗碳工艺中存在的变形难题,这不仅省去了后面的磨齿工艺,而且提高了成品率,从而进一步降低了成本.
(4) 为了使此项技术能在工业中得到广泛应用,在研制性能可靠的工业用大功率激光器的同时,必须进行齿轮激光表面处理系统的研制和开发,激光处理实现工艺参数的计算机自动优化、处理过程的计算机仿真模拟和实时,以及热处理后表面组织结构和性能的计算机预测,做到齿轮激光淬火过程的易操作性,实现复杂形状和人工智能化的表面处理.
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