對于提高大型
模具使用壽命和減少精密模具的
熱處理變形，
激光表面強化技術有著極大的技術優(yōu)勢,主要包括激光表面淬火和激光表面熔覆。
Vs9]Gm 'Gqo{wl 激光表面淬火
>^GAf vW g v7@4G 激光表面淬火是一種利用高能量
激光束掃描工件使被掃描的區(qū)域表面硬化的技術。其基本原理為用一定能量密度（103～105W/cm2）的激光照射工件，使被照射的表層區(qū)域被急速加熱至相變點以上，熔點以下的溫度，此時工件基體仍處于冷態(tài)，加熱區(qū)與基體之間存在很大的溫度梯度，當激光束停止照射時，由于熱傳導的作用，加熱區(qū)會急速冷卻（106～108℃/s）而發(fā)生馬氏體轉變，使工件表層實現相變硬化。
[{.9#cQ " v!j%<H`NI 1.激光淬火的特點
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il （1）激光淬火是快速加熱、自激冷卻，不需要爐膛保溫和冷卻液淬火，是一種無污染綠色環(huán)保熱處理工藝，可以很容易實行對大型模具表面進行均勻淬火。
u,JUMH]@ 6 T6UIq （2）由于激光加熱速度快，熱影響區(qū)小，又是表面掃描加熱淬火，即瞬間局部加熱淬火，所以被處理的模具變形很小。
Xu7lV jE2EoQ i, （3）由于激光束發(fā)散角很小，具有很好的指向性，能夠通過導光系統對模具表面進行精確的局部淬火。
er.;qV'Wz6 ,0aRHy_^ （4）激光表面淬火的硬化層深度一般為0.3～0.7mm，使其應用受到一定的限制。
FyqsFTh_ I_i s3y 0 2.工藝
參數的選擇
ltlnXjRU v vu~7Z;y(<j 影響激光淬火質量的工藝參數是多方面的，主要有激光功率、掃描速度、光斑尺寸、光束能量分布狀態(tài)、吸光涂層種類與厚度等。衡量激光淬火質量的主要指標包括硬化層深度、寬度、硬度及硬化層表面粗糙度。其之間主要關系有以下幾點：
_Jn@+NoO ss4YeZa （1）激光在單位時間上作用于模具的功率密度（即比功率E），將決定激光淬火的效果。激光淬火所需的比功率E為102～104W/cm2·s。比功率E由激光功率P、掃描速度V、光斑尺寸D決定，即E=P·V-1·D-1。
l {Xy %8 kZ'wXtBYe （2）在102～104W/cm2·s的范圍內，功率密度的增加、掃描速度減小、將使模具的硬化層深度、硬度及硬化層表面粗糙度增加。如果功率過大，掃描速度太慢，即比功率太大，超出上述范圍，會造成工件表面熔化、燒損；反之，硬度和硬化層深度會達不到技術要求。
9)$gD gR${S|Z#u4 （3）激光淬火硬化層寬度由光斑尺寸決定。大面積淬火必須進行多道掃描。寬帶掃描比窄帶掃描效率高。
q{XeR Q'/ Ga\kvMtr （4）光束能量分布主要影響硬化層深度、寬度及組織的均勻性。它由光束模式及導光系統決定。通常，應根據設備的實際情況調整到最佳狀態(tài)，以保證硬化層的均勻性。
6o]j@o8V 'H (khS （5）吸光涂層種類及厚度會影響工件對激光能量的有效吸收。目前應用較為成熟的吸光涂層有磷酸鹽涂層、含膠體石墨涂層、氧化物涂層等。在覆蓋工件表面的前提下，涂層厚度越薄越均勻，則效果越好。
tja7y"(] ]\F}-I[ 3.應用實例
0RHjA& r3v lz4M)pL^ 汽車大型覆蓋件模具一般用合金鑄鐵制造。合金鑄鐵的特性不宜進行整體熱處理，傳統工藝采用火焰淬火，其淬火硬度為40～50HRC。改用激光淬火，模具表面硬度可提高到55～65HRC，硬化層有效深度為0.5～0.7mm，模具耐磨性大大提高，零件拉傷問題得到有效控制，模具在線維修率控制在4%以下。以前每批生產完成后均需對拉深模進行大面積推磨，現只是需要進行簡單維護保養(yǎng)便可。
9P*p{O{_ g^)) 激光熔覆
co*X W h]W W?. 激光熔覆的研究工作始于20世紀70年代，1981年成功地應用于噴氣發(fā)動機葉輪片。激光熔覆是利用高能的激光束在
金屬表面輻照，使涂覆材料熔化、擴展，與基體結合并迅速凝固，在基材表面形成一層具有特殊物理、化學或力學性能的材料。應用激光熔覆技術處理模具表面，既可以是對己加工成坯的制造模具進行表面改性，也可以是對成形模具進行表面修復。
:'sMrf_EA |XJ|vQGU 1.激光熔覆的特點
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