來源:合肥慶霞環??萍加邢薰?發布時間:2019-06-26 點擊次數:
原理:激光的穿透能力很強。當金屬表面加熱到僅低于熔點的臨界轉變溫度時,金屬表面迅速奧氏體化,然后通過快速自冷淬火,金屬表面迅速強化,即激光相變硬化。激光熱處理是一種利用高功率密度激光束對材料表面進行表面處理的方法,如相變硬化、表面合金等,導致表面成分、組織和性能的改變,其他表面淬火是無法實現的。
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特點:高速加熱、高速冷卻、組織細小、硬度高、耐磨性好;淬火件可獲得大于400 kgf/mm~2的殘余壓應力,有利于提高疲勞性能;局部選擇性淬火也可進行,通過控制多點尺寸,更適合于管孔、深槽、微區、角、刀刃等局部區域的淬火,其它熱處理方法不適用。激光可以遠距離傳輸,一臺激光可以同時使用。通過計算機編程實現對激光熱處理過程的控制和管理,實現生產過程的自動化。
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應用:隨著高功率CO2激光器的發展,激光可以實現各種形式的表面處理。汽車的許多關鍵部件,如缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、排氣閥、閥座、搖臂、鋁活塞環槽等,都可以用激光進行處理。通用汽車公司使用超過10千瓦的二氧化碳激光器局部硬化舵機外殼的內壁,日產30,000臺,使工作效率提高了4倍。我國采用大功率CO2激光器加固汽車發動機氣缸孔內壁,使發動機大修里程延長到150000公里以上。激光熱處理后缸體和缸套硬化帶的耐磨性有了很大的提高,未硬化帶可以增加儲油量,提高潤滑性能。
缸體激光熱處理設備和生產線的激光涂層與激光合金相似,但不同之處在于合金不添加使金屬表面熔化后冷卻凝固,從而獲得細小、幾乎均勻的表面組織。對于某些共晶合金,還可以獲得非晶態表面層,具有優異的耐蝕性,如柴油機鑄鐵閥座上的鉻基表面涂層??色@得良好的不銹鋼表面。
1997年,武漢華公激光設計開發了“切諾基”發動機缸體激光淬火生產線,該生產線采用了國內外的一些先進技術,包括:采用新的吸收材料和高吸收率的噴涂技術,取代傳統的磷化和淬火工藝,質量更好,制造了該工藝的機床。激光淬火系統,包括2kW的CO2激光器、高精度的數控淬火機床和無人值守的冷卻系統,具有較高的穩定性和可靠性,同時完成了氣缸壁內孔的清洗技術。該生產線投產以來,與國外先進的汽車制造設備聯合生產了100000多個發動機缸體,提高了缸體的表面硬度和耐磨性,使發動機的使用壽命延長了1×3倍。