文档介绍：激光表面硬化的特点及在齿轮和模具中的应用优势
陈希原
(重庆海森公司,重庆 400039)
摘要:本文简要介绍了激光表面硬化的原理、特点、工艺参数、工艺装置系统和经激光表面硬化后金属材料的组织与性能。以激光相变强化在齿轮和模具中的应用为例表明,采用激光硬化可显著地提高材料的使用性能和寿命。
关键词:激光硬化;特点;齿轮与模具;使用性能
Characteristic of laser case hardening and application advantage in gear and mould
CHEN Xi-yuan
(Chong qing H-pany , Chong qing 400039,China)
Abstract: New technology of laser case hardening are outlined,including principle ,technics parameter , technics equipment and microstructure with mechanical . Use property and life of material are evidently improved by laser case hardening.
Key words: laser hardening; Characteristic; gear and mould;use property
激光硬化是对金属零件表面快速地进行局部淬火的一种高新技术。这种工艺方法用于强化零件的表面,可以显著地提高金属材料及零件的表面硬度、耐磨性、耐蚀性、疲劳性能及强度和高温性能;同时可使零件心部保持良好的韧性,以使零件的机械性能具有耐磨性好、冲击韧性高、疲劳强度高的特点。激光硬化可以提高产品的服役能力和成倍地延长其使用寿命,具有显著的经济特点,现已广泛地应用于齿轮、模具、发动机缸套、轧辊、曲轴等行业。
根据激光与材料相互作用时激光能量密度的不同,激光硬化一般分为三种工艺:激光相变硬化(功率密度为104-105W/cm2)、激光熔化凝固硬化(功率密度为105-107W/cm2)、激光冲击硬化(功率密度为108W/cm2以上)。目前,在国内工业界应用较多的是激光相变硬化。
1 激光相变硬化的原理简介
激光相变硬化是以高能量(104-105W/cm2)的激光束快速地扫描工件,使被照射的金属材料零件表面温度以极快的速度(104-109℃/s)升到高于相变点(对钢件而言:AC1或AC3)而低于熔化温度,当激光束离开被照射部位时,由于热传导的作用,处于冷态的基体以约104-106℃/s的冷却速度极快地对所加热的表面进行自冷淬火,从而实现零件表面的相变淬火硬化。
2 激光表面硬化比常规硬化处理的优势
激光表面硬化处理适用于常规硬化处理(渗碳和碳氮共渗淬火、氮化及高中频感应加热淬火等)所不能完成或难于实现的某些零件及其局部位置的表面强化处理,概括起来有以下主要特点:
作者简介:陈希原(—),男, 浙江温岭人,高级工程师,主要从事热处理淬火介质、化学热处理、锻造余热淬火和激光表面强化等方面的热处理工艺技术咨询与服务,已发表论文35篇。联系电话:********** ; E-mail:chxy-00