?激光淬火設備介紹

一、激光淬火

激光淬火是利用激光將材料表面加熱到相變點以上，隨著材料自身冷卻，奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，從而使材料表面硬化的淬火技術。采用激光淬火表面，其加熱冷卻速度很高，工藝周期短，不需要外部淬火介質.具有工件變形小，工作環(huán)境潔凈，處理后不需要磨齒等精加工，且被處理尺寸不受熱處理設備尺寸的限制等獨特優(yōu)點.

二、質量優(yōu)勢

激光淬火的功率密度高，冷卻速度快，不需要水或油等冷卻介質，是清潔、快速的淬火工藝。與感應淬火、火焰淬火、滲碳淬火工藝相比，激光淬火淬硬層均勻，硬度高（一般比感應淬火高1-3HRC），工件變形小，加熱層深度和加熱軌跡容易控制，易于實現自動化，不需要像感應淬火那樣根據不同的零件尺寸設計相應的感應線圈，對大型零件的加工也無須受到滲碳淬火等化學熱處理時爐膛尺寸的限制，因此在很多工業(yè)領域中正逐步取代感應淬火和化學熱處理等傳統(tǒng)工藝。尤其重要的是激光淬火前后工件的變形幾乎可以忽略，因此特別適合高精度要求的零件表面處理。

三、技術特質

激光淬硬層的深度依照零件成分、尺寸與形狀以及激光工藝參數的不同，一般在0.3~2.0mm范圍之間。對大型齒輪的齒面、大型軸類零件的軸頸進行淬火，表面粗糙度基本不變，不需要后續(xù)機械加工就可以滿足實際工況的需求。

激光熔凝淬火技術是利用激光束將基材表面加熱到熔化溫度以上,由于基材內部導熱冷卻而使熔化層表面快速冷卻并凝固結晶的工藝過程。獲得的熔凝淬火組織非常致密，沿深度方向的組織依次為熔化-凝固層、相變硬化層、熱影響區(qū)和基材。激光熔凝層比激光淬火層的硬化深度更深、硬度要高，耐磨性也更好。該技術的不足之處在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破壞，一般需要后續(xù)機械加工才能恢復。為了降低激光熔凝處理后零件表面的粗糙度，減少后續(xù)加工量，華中科技大學配制了專門的激光熔凝淬火涂料，可以大幅度降低熔凝層的表面粗糙度。進行激光熔凝處理的冶金行業(yè)各種材料的軋輥、導衛(wèi)等工件，其表面粗糙度已經接近激光淬火的水平。

四、適用材料

激光淬火現已成功地應用到冶金行業(yè)、機械行業(yè)、石油化工行業(yè)中易損件的表面強化，特別是在提高軋輥、導衛(wèi)、齒輪、剪刃等易損件的使用壽命方面，效果顯著，取得了很大的經濟效益與社會效益。近年來在模具、齒輪等零部件表面強化方面也得到越來越廣泛的應用。

五、實際應用

激光淬火技術可對各種導軌、大型齒輪、軸頸、汽缸內壁、模具、減振器、摩擦輪、軋輥、滾輪零件進行表面強化。適用材料為中、高碳鋼，鑄鐵。

激光淬火的應用實例：激光淬火強化的鑄鐵發(fā)動機汽缸移動涂層，其硬度提高HB230提高到HB680，使用壽命提高2~3倍。

齒輪是機械制造行業(yè)中應用廣泛的零件.為了提高齒輪的承載能力，需對齒輪進行表面硬化處理.而傳統(tǒng)的齒輪硬化處理工藝，如滲碳、氮化等表面化學處理和感應表面淬火、火焰表面淬火等存在兩個主要問題：即熱處理后變形較大和不易獲得沿齒廓均勻分布的硬化層，從而影響齒輪的使用壽命.

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  六、激光淬火的特點

1．淬火零件不變形、激光淬火的熱循環(huán)過程快。

2．幾乎不破壞表面粗糙度 采用防氧化保護薄涂層。

3．激光淬火不開裂、精確定量的數控淬火。

4．對局部、溝、槽淬火定位精確的數控淬火。

5．激光 淬火清潔、高效、不需要水或油等冷卻介質。

6．淬火硬度比常規(guī)方法高 、淬火層組織細密、強韌性好。

7. 激光淬火是快速加熱、自激冷卻，不需要爐膛保溫和冷卻液淬火，是一種無污染綠色環(huán)保熱處理工藝，可以很容易實行對大型模具表面進行均勻淬火。

8. 由于激光加熱速度快，熱影響區(qū)小，又是表面掃描加熱淬火，即瞬間局部加熱淬火，所以被處理的模具變形很小。

9. 由于激光束發(fā)散角很小，具有很好的指向性，能夠通過導光系統(tǒng)對模具表面進行精確的局部淬火。

10. 激光表面淬火的硬化層深度一般為0.3～2mm。

部分參數