大家都知道,激光淬火技術可對各種導軌、大型齒輪、軸頸、汽缸內(nei) 壁、模具、減振器、摩擦輪、軋輥、滾輪零件進行表麵強化。適用材料為(wei) 中、高碳鋼,鑄鐵。然而隨著激光淬火技術的發展,其技術也逐漸成熟,開始應用於(yu) 機床零件。今天為(wei) 大家介紹激光淬火技術在機床零件上的應用,主要從(cong) 以下幾方麵:
1.數控機床電主軸激光淬火技術應用
(1)主軸及隨機附帶4個(ge) 試樣,試樣直徑80mm,壁厚20mm,兩(liang) 端磨平。在采用CO2激光器進行激光硬化前,分別在主軸和試樣表麵上塗覆一層特別塗料,以增加對激光的吸收。
(2)用5kW的CO2橫流式激光器對主軸及試樣進行激光淬火,其輸出功率P=1800~2000W,掃描速度v=5mm/s,機床轉速n=30r/min,掃描寬度2~3.5mm。並采用微機控製淬火機床(工作台),配備靈活通用的工裝夾具,固定淬火工件作平行移動、轉動或合成運動。
(3)激光淬火化後的主軸及試樣檢驗 淬硬層深度0.5~1.2mm;表麵淬火硬度60~66HRC;組織為(wei) 最外層極細馬氏體(ti) +少量殘留奧氏體(ti) ,過渡層馬氏體(ti) +鐵素體(ti) +滲碳體(ti) ,內(nei) 層為(wei) 原始組織,即回火索氏體(ti) 。
2.數控機床鑲鋼導軌的激光淬火技術應用
(1)預備熱處理
導軌經鍛造後,進行常規的正火及調質處理,以細化晶粒,改善組織結構,降低內(nei) 應力,並為(wei) 後續激光淬火做好組織準備。
(2)激光淬火設備及工藝參數
采用國產(chan) 31.5kW二氧化碳激光器及激光加工機床,激光輸出功率P=900W,光斑直徑為(wei) 4mm,離焦量d=240mm,掃描速度v=10m/s。
經上述工藝處理後的導軌,淬火區淬硬層深度為(wei) 0.58mm,硬化帶寬為(wei) 4.47mm,硬化層組織為(wei) 細針狀馬氏體(ti) +部分殘留奧氏體(ti) ,表麵硬度為(wei) 724~797HV0.1,相當於(yu) 61~64HRC。
(3)磨損試驗
磨損試驗結果表明,當激光掃描淬火花紋為(wei) 45°斜線(與(yu) 導軌棱邊成45°斜線,見圖5),(棱形)硬化麵積為(wei) 40%時,導軌耐磨性高。
3.機床離合器聯結、花鍵套、磁軛和齒環的激光淬火技術應用
機床離合器聯結、花鍵套、磁軛和齒環等經激光淬火後,其質量明顯優(you) 於(yu) 普通鹽浴或感應淬火,解決(jue) 了聯結爪部工作麵硬度低、卡爪內(nei) 側(ce) 畸變大,花鍵套鍵側(ce) 麵硬度低、內(nei) 孔畸變超差、小孔處開裂,磁軛和齒環滲碳淬火畸變大、發生斷齒、兩(liang) 者齧合不良、傳(chuan) 遞力矩不足及發生打滑等缺陷。
實例1 電磁離合器聯結(見圖7),材料為(wei) 45鋼,技術要求:硬度≥55HRC,淬硬層深度≥0.3mm,爪部直徑畸變≤0.1mm,硬化麵積≥80%。
(1)工藝流程
全部機械加工後,在數控激光熱處理機上自動進行六個(ge) 爪的12個(ge) 側(ce) 麵激光掃描淬火。
(2)激光淬火工藝
激光輸出功率P=1000W,透鏡焦距f=350mm,離焦量d=59mm,掃描速度v=1000mm/min,生產(chan) 節拍t=45s/件。
(3)檢驗結果
硬度為(wei) 57~60HRC,淬硬層深度0.3~0.6mm,直徑畸變≤±0.03mm,爪側(ce) 麵100%淬硬。
4.齒輪的激光淬火技術應用
我國從(cong) 20世紀80年代就開始齒輪激光淬火的研究,同時研製出了多種激光淬火設備,通過多年的發展和成功實踐,克服了傳(chuan) 統熱處理的一些缺點,達到齒輪成本與(yu) 表麵高性能、微畸變的最佳組合,現已成為(wei) 一項實用並極有發展前景的新型表麵強化技術。
(1)齒輪激光設備
橫流CO2激光器1台,專(zhuan) 用配套冷水機組1套,數控加工機床1台,光路係統1套。圖10為(wei) 齒輪激光淬火。
(2)齒輪的激光淬火技術應用實例。
實例 齒輪,材料為(wei) 30CrMnTi鋼,齒麵激光淬火後要求:齒麵畸變小,表麵光潔,不需磨齒。
以上就是激光淬火技術在機床零件上的應用,看起來複雜,其實隻要認真讀下來還是蠻好懂的。大家說是不是呢。隨著激光淬火技術應用於(yu) 數控機床,相關(guan) 的技術也愈發完善,相信將來還會(hui) 使我們(men) 的生活更進一步。
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