一、
激光硬化分類
0aB;p7~& @*((1(q 激光硬化是快速表面局部
淬火工藝的一種高新技術(shù)。這種方法主要用于強(qiáng)化零件的表面,可以提高
金屬材料及零件的表面硬度、耐磨性、耐蝕性以及強(qiáng)度和高溫性能;同時(shí)可使零件心部仍保持較好的韌性,使零件的機(jī)械性能具有耐磨性好、沖擊韌性高、疲勞強(qiáng)度高的特點(diǎn)。激光硬化可以大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量,成倍地延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益,已廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)的許多產(chǎn)品上。
oap4rHk} )Ql%r?(F+ 激光硬化一般分為三種工藝:激光相變硬化,激光熔化凝固硬化和激光沖擊硬化。它們共同的理論基礎(chǔ)是激光與材料相互作用的規(guī)律。三種工藝各自的特點(diǎn)主要是作用于材料上的激光能量密度不同,并且與激光作用于材料上的時(shí)間有關(guān)。
%>{0yEC x s|FE3:a 激光表面硬化與常規(guī)的硬化工藝比較,其發(fā)展歷史很短,但從已取得的效果來看,激光硬化處理工藝是一種具有很多特點(diǎn)的表面硬化處理新工藝。其主要特點(diǎn)有:
NC(~l @Jw-8Q{ (1)材料表面的高速加熱和高速自冷。
(O3nL. (2)激光硬化處理后的工件表面硬度高,比常規(guī)淬火要高5-20%,可獲得極細(xì)的硬化層組織。
%*}(}~ (3)由于激光加熱速度快,因而熱影響區(qū)小,淬火應(yīng)力及變形小。
EaN6^S= (4)可以對(duì)形狀復(fù)雜的零件和不能使用其他常規(guī)方法處理的零件進(jìn)行局部硬化處理。同時(shí),也可以根據(jù)需要在同一零件的不同部位進(jìn)行不同的激光硬化處理。
83#mB:^R (5)激光硬化工藝周期短,生產(chǎn)效率高,工藝過程易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制,自動(dòng)化程度高,可納入生產(chǎn)流水線。
4H&+dRI" (6)激光硬化靠熱量由表及里的傳導(dǎo)自冷,無需冷卻介質(zhì),對(duì)環(huán)境無污染。
4|?;TE5 `b$.%S8uj= 二、激光與材料相互作用的物理過程。
N<}5A% MQ8J<A Pf- 激光硬化時(shí),激光與材料的相互作用可根據(jù)激光輻照作用的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間分為幾個(gè)階段:把激光輻照引向材料;吸收激光能量并把光能傳給材料;光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮,加熱材料達(dá)到快速加熱、快速冷卻、熔化材料的目的,并且不引起材料表面的破壞;材料在激光輻照后的相變或融化凝固或沖擊產(chǎn)生晶格畸變及位錯(cuò),最終達(dá)到硬化效果。
ud('0r',D S<Xf>-8w 激光與材料相互作用的物理過程中,會(huì)發(fā)生幾個(gè)效應(yīng):能量轉(zhuǎn)換效應(yīng),物態(tài)變化效應(yīng),表面效應(yīng),內(nèi)部效應(yīng)。
}pkzH'$HJ ( a#BV}= 三、金屬材料在激光輻照下發(fā)生變化。
k{-Cwo $=4QO