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激光再制造 | 激光淬火工艺介绍及应用案例 2020-02-25

导语

激光再制造作为一种较为先进的修复手段,在石油、煤炭、钢铁、电力、航空航天等行业具有广泛的用途。激光再制造包括激光熔覆、激光淬火、激光合金化等技术,其中激光再制造中的激光淬火作为自动化控制的柔性加工方式,不仅可以使损伤的零部件恢复外形尺寸,几乎不变形或少变形,且淬火后无需回火,淬火硬度比常规方法高。继后,本文对激光再制造的另一工艺——进行实际应用及分析。


一、

激光淬火也称激光相变硬化,属于表面热处理范畴。激光淬火通过激光束扫描工件表面,使工件表面迅速升温到相变温度以上、熔化温度以下,然后停止或移开激光束,热量从工件表面向基体内部快速传导,表面得以急剧冷却,使受热层快速冷却到马氏体相变点以下,进而实现工件的表面相变硬化。

与激光淬火相对应的感应淬火及热处理炉是常规的加工手段,然而感应淬火工具专用性高(一个部位一种感应器,甚至要求一种专用定位夹具)、不适应形状复杂的零件、易产生淬火裂纹等缺点,而激光淬火具有自动化控制、柔性加工、零件变形小、淬火后无需回火、淬火硬度比常规方法高约5%~20%、低碳环保等诸多优点,这些优点使激光淬火加工逐渐受到关注。


二、激光淬火应用及工艺说明

本次激光淬火实验以传动轴为例,简要介绍激光淬火工艺应用。

1、工件情况

工件情况

实验工件传动轴

实验工件传动轴

2、淬火目标

(1)表面全部淬火

(2)表面硬度:>hrc51

(3)淬硬层深度:>0.8mm

(4)圆跳度:<0.01mm


3、实验设备

实验设备


4、工艺参数设置

工艺参数设置


三、激光淬火步骤

激光淬火步骤


四、淬火效果

根据工艺方案进行淬火处理后,表面硬度:hrc52-54,淬火深度0.8mm处硬度为hrc40-42,搭接软化带宽度0.3mm,硬度为hrc35-38,圆跳度<0.01mm,工件淬火前后圆跳度无变化,表面粗糙度无变化,无淬火缺陷。


淬火效果




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