Лазерное упрочнение – один из новых сценариев применения лазерных технологий. В этом методе в основном используется лазер для локального и быстрого нагрева поверхности материала с целью упрочнения поверхности материала. В основном используется для металлических материалов. Твердость поверхности, износостойкость, коррозионная стойкость и другие свойства закаленного материала будут улучшены в различной степени, а также значительно улучшится срок службы.
Теоретической основой лазерного упрочнения является закон взаимодействия лазера с материалами. Существует три основных процесса: лазерное плавление и закалка, лазерная ударная закалка и лазерная фазовая закалка. Разница между этими тремя процессами главным образом заключается в разнице в мощности лазера и плотности лазерной энергии. И связано со временем действия лазера.
Лазерная закалка может сыграть более важную роль в следующих сценариях:
1. Крупные заготовки, которые трудно поместить в печь термообработки.
2. Заготовки, требующие термической обработки только локальных поверхностей, таких как канавки, отверстия и кромки.
3. Детали, которые трудно обрабатывать обычными процессами термообработки.
4. Прецизионные детали с высокими требованиями к деформации при термообработке.
5. Термическая обработка поверхности чугунных заготовок.
6. Детали, склонные к растрескиванию во время традиционных процессов термообработки.
7. Детали, которые не соответствуют требованиям по твердости в результате традиционных процессов термообработки.
Преимущества лазерной закалки
Являясь быстрым методом бесконтактной обработки, лазерная закалка не требует использования внешних закалочных сред, что приводит к небольшой деформации заготовки и быстрой скорости охлаждения. По сравнению с традиционными методами, такими как пламенная закалка и цементация, лазерная закалка не требует внешних сред, таких как вода или масло, для охлаждения. Он использует лазер высокой плотности для быстрого нагрева, что приводит к меньшему количеству процессов и более высокой скорости. По результатам закалки видно, что слой лазерной закалки однородный, а твердость на 15-20% выше, чем при обычной закалке.
Глубина и траектория нагревательного слоя лазерной закалки просты и контролируемы, просты в эксплуатации, способны быстро корректировать изменения процесса, обладают хорошей гибкостью и высокой степенью автоматизации. В то же время, при поддержке системы управления, направление лазера может гибко меняться, а при столкновении с трудными для проникновения внутренними канавками материала или сложными высокоточными деталями лазерная закалка также может хорошо достичь цели.
Применение лазерной закалки
Лазерная поверхностная закалка широко используется в таких областях, как изготовление пресс-форм, машиностроение, нефтяная, химическая, легкая промышленность, метизы и автомобильные детали, благодаря отличным характеристикам термообработки. Среди них металлические сплавы являются наиболее широко используемыми материалами в промышленности со сложной микроструктурой, которой можно управлять с помощью лазерной термообработки для изменения их механических, физических и химических свойств и достижения различных характеристик. К типичным заготовкам относятся формы, шестерни, валы, резьба, направляющие, гильзы цилиндров, важная военная продукция и т. д.
Лазерная закалка формы
Лазерная закалка зубчатого венца
Лазерная закалка гильз цилиндров
