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激光再制造專題 | 激光淬火工藝介紹及應用案例

導語
激光再制造作為一種較為先進的修復手段,在石油、煤炭、鋼鐵、電力、航空航天等行業具有廣泛的用途。激光再制造包括激光熔覆、激光淬火、激光合金化等技術,其中激光再制造中的激光淬火作為自動化控制的柔性加工方式,不僅可以使損傷的零部件恢復外形尺寸,幾乎不變形或少變形,且淬火后無需回火,淬火硬度比常規方法高。
《激光熔覆工藝介紹及應用案例》后,本文對激光再制造的另一工藝——激光淬火進行實際應用及分析。
一、 激光淬火
激光淬火也稱激光相變硬化,屬于表面熱處理范疇。激光淬火通過激光束掃描工件表面,使工件表面迅速升溫到相變溫度以上、熔化溫度以下,然后停止或移開激光束,熱量從工件表面向基體內部快速傳導,表面得以急劇冷卻,使受熱層快速冷卻到馬氏體相變點以下,進而實現工件的表面相變硬化。
與激光淬火相對應的感應淬火及熱處理爐是常規的加工手段,然而感應淬火工具專用性高(一個部位一種感應器,甚至要求一種專用定位夾具)、不適應形狀復雜的零件、易產生淬火裂紋等缺點,而激光淬火具有自動化控制、柔性加工、零件變形小、淬火后無需回火、淬火硬度比常規方法高約5%~20%、低碳環保等優點,這些優點使激光淬火加工逐漸受到關注。
二、 激光淬火應用及工藝說明
本次激光淬火實驗以傳動軸為例,簡要介紹激光淬火工藝應用。
1、 工件情況
 

2.1-1.jpg

2.1-2實驗工件傳動軸.jpg

2、淬火目標
(1)表面全部淬火
(2)表面硬度:>HRC51
(3)淬硬層深度:>0.8mm
(4)圓跳度:<0.01mm
3、實驗設備

2.3-1表格.jpg

2.3-2創鑫激光器MFMC3000W-2.jpg

創鑫激光再制造專用MFMC-3000W多模連續光纖激光器,高效率、高可靠性、免維護運行、產品設計和測試都充分考慮了安全性。光電轉換效率高達30%。廣泛應用于不銹鋼、碳鋼、鍍鋅板、銅板、鋁板等厚板材料的高質量切割和焊接。

2.3-3表格.jpg

4、實驗參數設置

2.4表格-2.jpg

三、激光淬火步驟

3.1-1圖.png

四、淬火效果
根據工藝方案進行淬火處理后,表面硬度:HRC52-54,淬火深度0.8mm處硬度為HRC40-42,搭接軟化帶寬度0.3mm,硬度為HRC35-38,圓跳度<0.01mm,工件淬火前后圓跳度無變化,表面粗糙度無變化,無淬火缺陷。

4.1.jpg

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