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工業製造

激光熱處理與表麵改性在汽車工業的應用

星之球科技 來源:GSI2013-02-19 我要評論(0 )   

激光熱處理和表麵改性是當今增強材料有效使用和實現設計性能的關(guan) 鍵技術,這些在汽車生產(chan) 行業(ye) 都可以提高汽車的性能。 激光光束產(chan) 生的高功率熱源是表麵改性的理想選擇。激...

 
 

       激光熱處理和表麵改性是當今增強材料有效使用和實現設計性能的關(guan) 鍵技術,這些在汽車生產(chan) 行業(ye) 都可以提高汽車的性能。

 

       激光光束產(chan) 生的高功率熱源是表麵改性的理想選擇。激光使材料的性能在材料表麵局部改變,同時對零件本體(ti) 的性能沒有影響。激光表麵工程應用可以從(cong) 廣義(yi) 上分三個(ge) 領域。按照大部分材料表麵的冶金變化以下的加工也可以分成如下領域,也就是相變硬化,退火,晶粒細化,上釉和衝(chong) 擊硬化,及采用添加材料的方法改變表麵化學成分來形成合金和覆層過程。


       不熔化的熱加工,一般稱為(wei) 熱處理。這包括固態轉變,所以金屬表麵不熔化。光束功率的吸收比例受材料表麵的吸收性影響。在熱循環和冷卻循環中,通過冶金作用,材料的機械性質(硬度,磨損,阻抗力,等)和化學性質(耐腐蝕性等)都能得到加強。


       有熔化的熱加工,即激光焊接,表麵均化,再熔化。這種方法通過迅速加熱,熔化和冷卻,來改變表麵性質。

      通過添加材料的熔化,如熔覆,合金浸漬,這些過程熔化了本體(ti) 表麵和加入的材料,在表麵形成改性後的覆層。


      激光熱處理原理與(yu) 傳(chuan) 統熱處理相似。而前者的時間通常短一個(ge) 數量級。不過熱處理按慣例需要條件有爐子,火焰,電弧或感應線圈,而激光光束隻要聚焦或形成一個(ge) 適當的模式,在元件上進行掃描。高能量密度激光光束對表麵的加熱速度更快,減少了熱量傳(chuan) 導到元件本體(ti) 的時間。激光熱處理和表麵技術必須直接和各種相對低成本的傳(chuan) 統加工競爭(zheng) ,因此必須具有明顯的優(you) 勢。激光表麵改性的主要優(you) 勢有:

 

● 化學清潔和精美外觀

● 最小熱量輸入,因為(wei) 其能源溫度高,轉化快,並且輸入到部件的熱量低。變形少,熱響應區小。
● 無需後續加工
● 無接觸加工
● 易於(yu) 組裝
 

       可通過激光技術轉換硬化的合金包括所有可以用傳(chuan) 統方法硬化的合金。鋼製品對硬化的反映隨碳含量的增加而增加,含碳0.75%的鋼材硬度值超過了700HV。此外因為(wei) 高冷卻速度普通碳素鋼(0.2%C)硬度也會(hui) 加大。

 

      鑄鐵的硬度是受珠層體(ti) 含量影響的,隻有馬氏體(ti) 的不鏽鋼會(hui) 對熱處理做出反映。

      低碳鋼激光硬化橫截麵軌道

      汽車生產(chan) 行業(ye) 推動了激光熱處理加工的發展,下表列出了部分應用:

行業(ye) 領域

部件

材質

汽車生產(chan)

阿克瑟爾軸承座

AISI 1035 鋼

汽車生產(chan)

衝(chong) 裁模

工具鋼

汽車生產(chan)

發動機閥

合金鋼

汽車生產(chan)

齒輪齒

汽車生產(chan)

汽車生產(chan)

活塞環

汽車生產(chan)

轉向器殼

可鍛鑄鐵

 

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