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激光表面强化技术提高 20crmnti 钢耐磨性能的研究 2020-03-26

激光技术自从 2 0 世纪问世以来, 迅速成为促进人类文明及社会进步影响最深远的重大科技成果之一。 尤其近 20 年来,随着激光器件和激光加工工艺的不断创新与优化, 激光加工技术已渗入到诸多高新技术领域和产业, 并开始逐步取代或改造某些传统加工行业。 是激光表面强化技术中研究最早、成熟度最高的一种高新技术, 由于其主要的技术特征是在激光的作用下,使材料表面发生相变,硬度明显提高,所以,也被称作激光相变硬化。 这种方法还能使工件在心部保持较好的韧性同时,显著地改善表面的耐磨性、耐腐蚀性以及高温性能,达到提高产品质量、延长产品使用寿命的目的。此技术已在汽车等众多领城中得到广泛应用。在汽车齿轮行业中,20crmnti凭借其优良的性能,在齿轮生产中占有重要的地位并被广泛运用。但是,由于传统热处理工艺的局限性,摩擦磨损问题依然是其面对一个重要问题,每年造成的损失依然不可忽视,迫切需要新的处理工艺改良其力学性能。齿轮作为重要的基础零件需要进行研究,以提高其在使用中的质量和效果。

通过激光功率、扫描速度对20crmnti 钢表面磨损性能的影响研究,和对20crmnti 的金相组织分析和表面的磨损形貌分析,总结出了工艺及工艺参数对 20crmnti 钢表面耐磨性能的影响规律:

(1) 能明显提高20crmnti 钢的表面抗摩擦磨损的能力,最佳激光功率和扫描速度参数分别为300w、50mm/s,此时磨损量为4.3mg,与未处理的 43.2 mg 磨损量相比, 抗摩擦磨损的能力明显提高。

(2) 激光功率和扫描速度对20crmnti 钢的表面抗摩擦磨损的影响主要是提高了马氏体的转化并细化了晶粒,并提高了其硬化层厚度。

(3) 经过,20crmnti 钢在摩擦过程中表面所产生的如裂纹、划痕等磨损缺陷大大降低,抗磨损性能有了较大提升。

激光处理前后20crmnti 钢试样的显微硬度

激光处理前后20crmnti 钢试样的显微硬度


久恒光电摘编自《热加工工艺》2020-01-03

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