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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。
淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力,当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法,淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。
淬火效果的重要因素,淬火工件硬度要求和检测方法:
淬火工件的硬度影响了淬火的效果。淬火工件一般采用洛氏硬度计,测试HRC硬度。淬火的薄硬钢板和表 面淬火工件可测试HRA的硬度。厚度小于0.8的淬火钢板、浅层表面淬火工件和直径小于5的淬火钢棒,可改用表面洛氏硬度计,测试HRN硬度。在焊接中碳钢和某些合金钢时,热影响区中可能发生淬火现象而变硬,易形成冷裂纹,这是在焊接过程中要设法防止的。
由于淬火后金属硬而脆,产生的表面余应力会造成冷裂纹,回火可作为在不影响硬度的基础上,消除冷裂纹的手段。淬火对厚度、直径较小的零件使用比较合适,对于过大的零件,淬火深度不够,渗碳也存在同样问题,此时应考虑在钢材中加入铬等合金来增加强度。
激光淬火设备组成
激光器
用于激光淬火的设备有半导体光纤输出激光器,光纤激光器,全固态激光器,其中半导体光纤输出激光器在淬火领域应用广。
机床
激光加工机床的加工的基本尺寸范围为:长 5.5 米,直径 Φ 2.6 米。工件,可加工的尺寸范围较大。本激光加工机床为双悬臂加工系统,可进行多工位的激光加工。
机器人
机器人可选国外和国产六轴机器人,可实现异形曲面和多角度加工。
适用材料
激光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,**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。
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