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激光热处理是利用高功率密度的激光束对金属进行表面处理的方法, 它可以对金属实现相变硬化(或称作表面淬火,表面非晶化,表面重熔淬火), 表面合金化等表面改性处理, 产生用其大表面淬火达不到的表面成分, 组织,性能的改变.经激光处理后, 铸铁表面硬度可以达到HRC60度以上, 中碳及高碳的碳钢,表面硬度可达HRC70度以上, 从而提高起抗磨性,抗疲劳,耐腐蚀,抗氧化等性能,延长起使用寿命. 激光热处理技术与其它热处理如高频淬火, 渗碳, 渗氮等传统工艺相比, 具有以下特点:
- 无需使用外加材料,仅改变被处理材料表面的组织结构. 处理后的改性层具有足够的厚度,可根据需要调整深浅一般可达0.1-0.8mm.
- 处理层和基体结合强度高. 激光表面处理的改性层和基体材料之间是致密的冶金结合, 而且处理层表面是致密的冶金组织,具有较高的硬度和耐磨性.
- 被处理件变形极小, 由于激光功率密度高,与零件的作用时间很短, 故零件的热变形区和整体变化都很小. 故适合于高精度零件处理, 作为材料和零件的最后处理工序.
- 加工柔性好, 使用面广. 利用灵活的导光系统可随意将激光导向处理部分, 从而可方便地处理深孔, 内孔, 盲孔和凹槽等, 可进行选择性地局部处理.
激光热处理在工业上地应用及发展-激光热处理在汽车行业应用极为广泛, 在许多关键零件上, 如: 缸体, 钢套, 曲轴, 凸轮轴, 派启发, 阀座, 摇臂, 铝活塞环槽等几乎都可以采用激光热处理. 例如: 美国通用汽车公司用十几台千瓦级CO2激光器, 对换向器壳内壁局部硬化, 日产3万套,提高工效四倍. 我国采用大功率CO2激光器对汽车发动机进行缸孔强化处理, 可延长发动机大修里程到15万公里以上, 一台汽缸等于三台不经处理地汽缸.
激光热处理在大型机车制造业已被采用, 大大提高了机车寿命, 主要是机车大型曲轴的激光热处理和机车柴油机缸套和机车主簧片的激光热处理. 它们的模具制造工艺复杂, 精度要求高, 形状各异, 应用广泛, 但往往因模具的受命短而加大了成本, 返修也很困难. 用激光对模具表面进行热处理, 已逐渐被认识和被采用, 可成倍的提高模具的寿命, 又不受形状和尺寸的限制. |
