激光淬火技術(shù)是利用聚焦的激光束迅速加熱鋼材表面,發(fā)生變化,形成馬氏體淬火層的過程。激光淬火的電力密度高,冷卻速度快,不需要水和油等冷卻介質(zhì),是清潔快速的淬火技術(shù)。
激光淬火的特點有:
1.淬火零件不變形 激光淬火的熱循環(huán)過程快 中碳鋼 大型軸類
2.幾乎不破壞表面粗糙度 采用防氧化保護薄涂層 模具鋼 各種模具
3.對局部、溝、槽淬火 定位的數(shù)控淬火 中碳合金鋼 減振器
4.激光 淬火清潔、高效 不需要水或油等冷卻介質(zhì) 鑄鐵材料 發(fā)動機汽缸
5.淬火硬度比常規(guī)方法高 淬火層組織細密、強韌性好 高碳合金鋼 大型軋輥
6.激光淬火不開裂的數(shù)控淬火冷成模具鋼模具、刀具。
與感應(yīng)淬火、火焰淬火和滲碳淬火相比,激光淬火層均勻,硬度高,工件變形小,加熱層深度和加熱軌跡易于控制,易于實現(xiàn)自動化動化,無需像感應(yīng)淬火那樣根據(jù)部件尺寸設(shè)計相應(yīng)的感應(yīng)線圈,大型部件的加工也不需要受到滲碳淬火等化學(xué)熱處理時爐膛尺寸的限制,因此在很多工業(yè)領(lǐng)域取代了感應(yīng)淬火和化學(xué)熱處理等傳統(tǒng)技術(shù)。特別重要的是激光淬火前后工件的變形幾乎可以忽視,特別適合高精度要求的部件表面處理。激光淬火層的深度根據(jù)部件成分、尺寸和形狀以及激光工藝參數(shù)的不同,一般在0.3~2.0mm范圍內(nèi)。大型激光淬火硬化層均勻,硬度高,工件變形小,加熱層深度和加熱軌跡易于控制,并且易于實現(xiàn)自動化,無需像感應(yīng)淬火那樣根據(jù)不同零件尺寸設(shè)計相應(yīng)的感應(yīng)線圈,無需受滲碳硬化層厚度和加熱軌跡的限制,無需受滲碳硬化層等化學(xué)熱處理方式的限制,因此,在許多工業(yè)領(lǐng)域,感應(yīng)淬火等傳統(tǒng)工藝正逐漸被許多行業(yè)所替代。激光淬火前后工件的變形可忽略不計,特別適用于高精度要求的工件表面處理。根據(jù)零件成分、尺寸形狀和激光工藝參數(shù)的不同,激光硬化層的深度一般在0.3~2.0 mm之間。
對大型齒輪的齒面、大型軸類零件的軸頸進行淬火,表面粗糙度基本不變,不需要后續(xù)機械加工就可以滿足實際工況的需求。激光熔凝淬火技術(shù)是利用激光束將基材表面加熱到熔化溫度以上,由于基材內(nèi)部導(dǎo)熱冷卻而使熔化層表面快速冷卻并凝固結(jié)晶的工藝過程。獲得的熔凝淬火組織非常致密,沿深度方向的組織依次為熔化-凝固層、相變硬化層、熱影響區(qū)和基材。激光熔凝層比激光淬火層的硬化深度更深、硬度要高,耐磨性也更好。該技術(shù)的不足之處在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破壞,一般需要后續(xù)機械加工才能恢復(fù)。
目前進行激光熔凝處理的冶金工業(yè)軋輥、導(dǎo)衛(wèi)等各種材料的工件,表面粗糙度已接近激光淬火水平。目前,該技術(shù)已成功地應(yīng)用于冶金、機械、石化等行業(yè)中易損零件的表面強化,尤其是提高軋輥、導(dǎo)衛(wèi)、齒輪、剪刃等易損零件的使用壽命,效果顯著,具有較好的經(jīng)濟和社會效益。近幾年來在模具、齒輪等零件表面強化中也得到了廣泛的應(yīng)用。