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激光表面技术的应用

浏览次数: 日期:2014年12月10日

  一、模具激光表面淬火

  1.原理:激光设备经过一系列能量转换后,产生的高能密度激光束照射到经过预处理的工件表面,金属表面瞬间以极快速度升到相变点所需的高温,当激光束离开金属表面后,由于金属基体本身具有的良好的导热性,工件瞬间降温冷却,完成组织转变,达到工件表面强化效果。

  2.特征和效果:

  变形量小,几乎可认为不变形;

  比常规热处理硬度高10%以上,而且激光处理后的表面金相组织细小抗压更耐磨;

  可以对常规难淬火的钢件以及铸铁模具进行处理;

  对模具主要表面可做局部强化处理,避免不了必厦的整体处理而导致变形大和机加工困难;

  可对新旧模具碰伤及缺陷进行修补,修补位结合致密达到冶金结合,不剥落,延长了模具的使用寿命;

  因有激光的处理,可使模具的选材扩大原有的范围,简约工艺流程、节约了模具制造成本等

  齿轮行业:

  1.齿轮(含齿轮轴)以及齿圈是机械行业中不可缺的重要的传动零件,齿轮质量的好坏关系到传动部件以及传动系统总成的好坏和寿命,以及影响设备整机的装备质量。但现行齿轮热处理方式只有传统的渗碳、渗氮、碳氨共渗以及高频淬火等而且不够理想,变形量大、硬度不均匀、后续加工困难,从而影响了齿轮寿命和整机装备质量。

  2.激光处理齿轮以及齿圈的特点以及效果

  激光淬火齿轮齿面,可控精度高实现全齿仿形淬火;

  齿面硬度层深可达0.8mm---1.5mm,硬度可达HRC50以上(不同材料硬度有相对区别);

  激光淬火齿轮,齿轮变形量极小,不影响齿轮精度和齿面粗糙度,可直接装机使用;

  应用案例:

  上图是西南某大型水泥搅拌机生产企业齿轮箱主要配件内齿圈(材质是40CrMo系列)在用激光淬火,以前常规热处理方法变形量大,淬火深度不好控制而且后续加工时长,造成加工精度不高而且加工成本高。用激光淬火后化解了以上问题并且因激光的优势使硬化层的晶粒细腻,抗磨系数高,使设备装备的质量整体提高。

 

  上图是西南某钢厂的发电风机齿轮轴,因之前的齿轴硬度不够导致出现了磨损不能正常工作,不得不更换新的配件。后在装机前采用激光淬火齿面,以充分达到抗磨的目的。后期跟踪效果明显,工作正常。

  上图是西南某大型金属制品有限公司的塑料模具,该公司采用我公司激光淬火工艺,材料为P20,只激光处理R边,激光淬火硬度可达HRC55左右,硬度层深可达0.8mm以上,不变形,非常符合该公司工艺要求。

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