激光熔凝原理

激光熔凝也稱激光熔化淬火。激光熔凝是用激光束將獲得工件表麵加熱熔化到一定深度，然後自冷使熔層凝固，獲得較為(wei) 細化均質的組織和所需性能的表麵改性技術。

激光熔凝原理與(yu) 激光非晶化基本上相一致。但激光熔凝處理時激光的能量密度和掃描速·度均遠小於(yu) 激光非晶化。

激光熔凝與(yu) 激光合金化不同，它在表麵熔化時一般不添加任何合金元素，熔凝層與(yu) 材料基體(ti) 是天然的冶金結合；在激光熔凝過程中，可以排除雜質和氣體(ti) ，同時急冷重結晶獲得的組織有較高的硬度、耐磨性和抗蝕性；其表麵熔層深度遠大於(yu) 激光非晶化。

激光熔凝是將金屬材料表麵在激光束照射下成為(wei) 溶化狀態，同時迅速凝固，產(chan) 生新的表麵層。根據材料表麵組織變化情況，可分為(wei) 合金化、重溶細化、上釉和表麵複合化等。我公司的軋輥激光熔凝產(chan) 品是用適當的參數的激光輻照材料表麵，使其表麵快速熔融、快速冷凝，獲得較為(wei) 細化均質的表麵改性技術。它具有以下優(you) 點：

表麵熔化時一般可添加超硬耐磨金屬元素或化學元素，熔凝層與(yu) 材料基體(ti) 形成冶金結合。

在激光熔凝過程中，可以排除雜質和氣體(ti) ， 同時急冷重結晶獲得的雜質有較高的硬度、耐磨性和抗腐蝕性。

其熔層薄、熱作用區小，對表麵粗糙度和工件尺寸影響不大，有時可不再進行後續磨光而直接使用。

提高溶質原子在基體(ti) 中固溶度極限，晶粒及第二相質點超細化，形成亞(ya) 穩相可獲得無擴散的單一晶體(ti) 結構甚至非晶態，從(cong) 而使生成的新型合金獲得傳(chuan) 統方法得不到的優(you) 良性能。

激光（相變）淬火和激光熔凝淬火

激光（相變）淬火技術是利用聚焦後的激光束入射到鋼鐵材料表麵，使其溫度迅速升高到相變點以上，當激光移開後，由於(yu) 仍處於(yu) 低溫的內(nei) 層材料的快速導熱作用，使受熱表層快速冷卻到馬氏體(ti) 相變點以下，進而實現工件的表麵相變硬化。激光淬火原理與(yu) 感應淬火、火焰淬火技術相同。但是其技術特點是，所使用的能量密度更高，加熱速度更快，不需要淬火介質，工件變形小，加熱層深度和加熱軌跡易於(yu) 控製，易於(yu) 實現自動化，因此可以在很多工業(ye) 領域中逐步取代感應淬火和化學熱處理等傳(chuan) 統工藝。激光淬火可以使工件表層0.1～2.0mm範圍內(nei) 的組織結構和性能發生明顯變化。

激光熔凝淬火則是采用激光熔融金屬表麵，激光束移開後，熔融的金屬直接從(cong) 液態淬硬為(wei) 固態，形成表麵硬化層的工藝。由於(yu) 激光熔凝淬火允許金屬表麵熔化，實際操作時可以使用比激光淬火更加高的功率密度和更加慢的掃描速度，因此激光熔凝淬硬層深度比前者更深。

在激光輸出功率為(wei) 3.5kw時，大型軋輥表麵激光熔凝淬火的淬硬層深度可以達到 2毫米以上。激光熔凝淬火的不足之處在於(yu) ，激光加工後的表麵粗糙度有所降低，其降低的幅度取決(jue) 於(yu) 激光加工的工藝參數，而激光表麵淬火可以基本保持工件表麵粗糙度不變。

激光淬火與(yu) 熔凝處理的共同特點是，不需要改變材料的成分，主要利用軋輥材料自身的特性，發生馬氏體(ti) 相變來強化軋輥表麵。進行激光淬火與(yu) 熔凝淬火前，需要預先塗覆一層吸光塗料來增強軋輥表麵對激光的吸收率。對於(yu) 激光熔凝處理來說，所使用的塗料還應該起到使激光熔池流平與(yu) 造渣的作用。因此，塗料的配方對於(yu) 激光工藝的順利實施以及硬麵層組織與(yu) 性能的影響至關(guan) 重要。華工激光經過多年的探索，研究開發出激光淬火與(yu) 熔凝淬火的係列吸光塗料，使各類材質激光淬火時淬硬層分布均勻。特別是激光熔凝淬火塗料中，添加有吸光及熔池流平的物質，熔凝淬火後淬硬層光滑、平整，隻要少量加工，就可以獲得平整的表麵。因此，特別適合各種軋輥的激光表麵強化處理。