改性是材料表麵局部快速處理工藝的-種新技術,它包括激光淬火、激光表麵熔凝、激光表麵熔覆、激光衝(chong) 擊強化、激光表麵毛化等。通過激光與(yu) 材料 表麵的相互作用,使材料表層發生所希望的物理、化學、力學等性能的變化,改變材料表麵結構,獲得工業(ye) 上的許多良好性能。激光改性主要用於(yu) 強化零件 的表麵,工藝簡單、加熱點小、散熱快、可以自冷淬火。表麵改性後的工件變形 小,適於(yu) 作為(wei) 精加工的後續工序。由於(yu) 激光束移動方便,易於(yu) 控製,可以對形狀複雜的零件,甚至管狀零件的內(nei) 壁進行處理,因此激光改性應用十分廣泛。
1.激光淬火技術
激光淬火技術,又稱激光相變硬化,是激光表麵改性技術的一種。
激光淬火技術主要用來處琿鐵基材料,其基本機理是利用聚焦後的髙能激光柬照射鋼鐵樹料工件表而,丁件表辰材料吸收激光輛射能並轉化為(wei) 熱能,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) 戻材料的快速導熱作用,使表層快速冷卻到馬氏體(ti) 相變點以下, 獲得淬硬層。激光淬火不需要洋火介質,隻要把激光束引導到被加工表麵,對其進行掃描就可以實現淬火。因此,激光淬火設備更像機床。
由於(yu) 激光淬火過程中很大的過熱度和過冷度使得淬硬層的晶粒極細,位錯密度極高且在表層形成壓應力,進而可以大大提高工件的耐磨性、抗疲勞、 耐腐蝕、抗氧化等性能,延長工件的使用壽命。
激光淬火技術的特點包括以下幾點:
1.無需使用外加材料就可以顯苦改變被處理材料表麵的組織結構,大大改善工件的性能。激光淬火過程的急熱急冷過程使得淬火後,馬氏體(ti) 晶粒極細,錯位密度相對於(yu) 常規淬火更髙,進而大大提高材料性能。
2.處理層和基體(ti) 結合強度高。激光表麵處理的改性層和基體(ti) 材料之間是致密的冶金結合,而片處理層表而也是致密的冶金組織,具有較卨的硬度和良好的耐磨性。
3.被處押工件變形極小,適合於(yu) 高精度零件處理,可作為(wei) 材料和零件的最後處理工序。這是由於(yu) 激光功率密度高,與(yu) 零件上某點的作用時間很短故零件的熱變形區和幣體(ti) 變化都很小。
4.加工柔性好,適用麵廣。激光光斑麵積較小,不可能同時對大麵積表麵進行加工,但是可以利用靈活的導光係統隨意將激光導向處理部分,從(cong) 而可 方便地處理深孔、內(nei) 孔、肓孔和凹槽等局部區域。改性層厚度與(yu) 激光淬火中藝參數息息相關(guan) ,因此可根據需要調整硬化層深淺。
5.有明顯的機械作用力和工具損耗,噪聲小、汙染小、無公害、勞動條件好。激光器配以微機控製係統,很容易實現自動化生產(chan) ,易於(yu) 批量生產(chan) ,效率很高,經濟效益顯著。
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