陕西榆林激光淬火设备公司

降本增效是企业追求的终目标。纵观钢铁工业技术史上的许多重大技术突破，如转炉炼钢、连铸、连轧等，其首要动机都是为了降低成本。冶金技术相当成熟的今天，利用再制造技术延长冶金生产线核心部件的使用寿命，不仅可以提高新产品的性能，还可以修复废旧产品，延长产品寿命，同时有效减少设备维护和停机时间，提高生产力。

　　一、激光淬火的基本原理

　　激光淬火技术是利用聚焦激光束作为热源，对被处理工件表面进行辐照，使被硬化零件的温度在瞬间急剧升高，形成奥氏体，然后迅速冷却，获得马氏体或其它细晶粒组织的硬化层的热处理技术。


　　二、激光表面淬火的技术特点

　　1、 功率密度高，加热速度快，零件变形小

　　热处理工艺可控制变形，处理后的工件不需磨削，可作为零件精加工的后一道工序。

　　2、可用于形状复杂的零配件

　　如盲孔、内孔、小槽、薄壁件等。可以做或部分做，也可以根据需要在同一部分的不同部分做不同的处理。能克服高频淬火因感应器的限制，难以对形状复杂的零件进行表面淬火，加热面积难以控制，薄壁零件在淬火时容易开裂等问题。在渗碳、淬火等化学热处理过程中，大型零件的加工不需要受到炉子尺寸的限制。

　　3、普遍性

　　激光的深焦点，在淬火过程中对零件的尺寸、尺寸和表面没有严格的限制。但现有的中高频淬火生产出适合各种零件的感应器。

　　4、 不受限制

　　对于某些淬火温度较高的不锈钢零件，其淬火温度与熔点温度非常接近。用感应器对产品进行局部表面淬火时，容易烧角或不规则零件，造成零件报废，然而，激光表面淬火不受此限制。

　　5、无需冷却

　　激光淬火是一种清洁、、环保的淬火工艺，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质。

　　6.、满足硬化要求

　　表面硬化层组织细小，硬度高，耐磨性好，能满足表面硬化层深度较浅(一般为0.3～2.0mm)的产品要求。

　　三、激光淬火技术在钢铁行业的应用实例

　　1、轧辊的激光合金化

　　轧辊是轧钢机中产生金属连续塑性变形的主要工作部件和工具。长期恶劣的工作条件会导致表面起皮、裂纹甚至断裂。用激光对轧辊进行合金化处理，可有效延长轧辊的使用寿命。通过棒辊激光合金化处理，不变形、耐高温、耐腐蚀，钢材通过能力显著提高。

　　2、辊底式激光淬火

　　炉底辊作为高温板坯传输媒介，长期在充斥腐蚀性气体的高温环境下工作，与高温板坯直接接触的辊环，表面易出现粘钢、结瘤、氧化、腐蚀、磨损、高温蠕变等现象，特别是由粘钢和结瘤造成的板坯下表面凹坑、划痕、重皮等各类质量缺陷，在硅钢、冷轧原料等软钢上表现的尤为。在辊环表面激光淬火一层耐高温、抗氧化、耐磨损的新材料。炉底辊在使用寿命期间表面结瘤或氧化皮疏松、剥落，可能影响钢板，钢坯的后续轧制质量，可有效提高生产线的经济效益。激光淬火技术可对各种导轨、大型齿轮、轴颈、气缸内壁、模具、减震器、摩擦轮、滚轮、和滚轮零件等表面进行强化处理。适用材料为中、高碳钢和铸铁等。

激光淬火是使用高功率密度的激光对金属工件表面进行加热，然后再迅速冷却的过程。也称为脉冲激光淬火，是一种新的技术。该技术是在20世纪60年代提出的，被称为“激光表面强化”。利用脉冲激光器产生的高功率密度、高亮度脉冲辐射，在金属工件表面照射激光脉冲。由于功率密度，激光脉冲能将金属表面加热到该温度(约1000度)，并使其快速硬化。由于吸收了大量能量，因此金属表层很快软化。在冷却过程中，工件表面将被加热到低于淬火温度(约500-700度)。这种工艺对金属工件的淬火效果非常好。

　　根据激光淬火设备不同，其特征是不同的。例如，脉冲激光可以使金属工件表面加热到该温度，快速加热至淬火温度并快速冷却至低于该温度;连续激光可以连续作业。它可以对金属工件进行分段处理，并可用于多个工件。

　　一、激光淬火优势：

　　1.激光淬火设备容易操作，在金属表面进行加热和冷却，具有速度快、热影响小、变形小等特点，适用于表面热处理;

　　2.激光淬火可以替代传统淬火工艺，适用于多个工件的淬火;

　　3.可以控制表面和深度温度场的分布，对不同材料的淬火深度可以实现可调节;

　　4.对工件进行局部淬火时，激光束不会直接加热到工件的表面，而是通过焦点区域作用于工件的表层。这种方法能工件表面和内部的均匀淬火，防止产生马氏体、珠光体等组织;

　　5.激光淬火可提高材料的耐磨性、抗疲劳强度和抗蚀能力;

　　6.激光淬火可以使材料的力学性能达到佳状态，如弹性模量和抗拉强度。

　　二、激光淬火也存在一些缺陷：

　　1.淬火温度高，工件表面硬化温度高容易变形。

　　2.需要淬火介质，容易损坏工件表面的光洁度。

　　3.使用不方便，不连续作业。

压辊模具激光淬火技术是一种的表面处理技术，其通过高能激光束对压辊模具表面进行快速加热和冷却，实现表面硬化和强化的效果。这项技术在工业领域得到了广泛的应用，尤其在钢铁、有色金属、橡胶、塑料等行业的压延和挤出工艺中，压辊模具的寿命和性能对生产效率和产品质量有着至关重要的影响。


　　传统的压辊模具淬火技术通常采用油或水作为冷却介质，通过快速冷却使模具表面形成一层高硬度的淬硬层。然而，这种技术存在一些局限性，如淬硬层深度较浅、冷却不均匀、易产生裂纹等。相比之下，激光淬火技术具有许多优点，如淬硬层深度大、硬化均匀、冷却速度快、变形小等。

　　激光淬火的原理是利用高能激光束对压辊模具表面进行扫描，通过快速加热和冷却使表面材料发生相变，形成一层高硬度的硬化层。激光淬火的硬化层深度可以达到数毫米至数厘米，硬化层内的显微组织结构也得到了显著改善，具有更高的硬度和更好的耐磨性。同时，激光淬火还可以改善压辊模具的抗疲劳性能和耐腐蚀性能，从而提高其使用寿命。

　　激光淬火技术的实施需要使用高功率激光器和运动系统。激光器通常采用二氧化碳或光纤激光器，它们的输出功率可以调节，以适应不同厚度和不同材料的压辊模具。运动系统则负责控制激光束的扫描路径和速度，以确保均匀加热和冷却整个表面。在处理过程中，需要对压辊模具进行的热分析，以确定佳的工艺参数，如激光功率、扫描速度、光斑尺寸等。

　　激光淬火技术在工业应用中已经得到了广泛验证，其在提高压辊模具性能和寿命方面具有显著优势。与传统淬火技术相比，激光淬火技术具有更高的生产效率和更好的质量。此外，激光淬火技术还可以通过优化工艺参数来满足不同材料和不同用途的压辊模具的需求。随着技术的不断发展和成本的不断降低，激光淬火技术将在更多领域得到应用和推广。

　　在未来的发展中，激光淬火技术将继续受到关注和研究。人们将更加深入地研究激光与材料之间的相互作用机制，探索更加优化的工艺参数和控制方法。同时，随着新材料和新应用的不断涌现，激光淬火技术将面临更多的挑战和机遇。相信在不久的将来，这项技术将会取得更加显著的突破和创新。

淬火加工是将金属材料加热到一定温度，然后快速冷却，以提高材料硬度和耐磨性的热处理工艺。走轮激光淬火是利用激光束对走轮表面进行淬火，以提高其硬度和耐磨性，延长其使用寿命的一种新型热处理工艺。

　　传统的淬火加工方法通常采用油冷或水冷，但这些方法都存在冷却不均匀、淬火效果差等缺点。相比之下，激光淬火加工具有更高的淬火质量和效率。

　　走轮激光淬火加工的基本原理是利用高能激光束照射走轮表面，使其快速加热到淬火温度，然后快速冷却，实现淬火处理。


走轮激光淬火加工工艺具有以下优点：

　　1、淬火质量高：由于激光束能量密度高，可以快速加热和快速冷却，以获得均匀的淬火效果。

　　2、：行走轮激光淬火加工可以在短时间内完成淬火过程，提高生产效率。

　　3、适用范围广：该工艺适用于钢、铸铁、有色金属等多种金属材料的淬火处理。

　　4、环保：走轮激光淬火过程中不使用任何化学品，不会对环境造成污染。


　　走轮激光淬火加工工艺流程如下：

　　1、将走轮放置在激光淬火装置上，调整位置，使其表面与激光束对齐。

　　2、打开激光器，将激光束照射在走轮表面，使其快速加热到淬火温度。

　　3、开启冷却系统，使走轮表面快速冷却，实现淬火处理。

　　4、关闭激光和冷却系统，取出走轮，完成淬火过程。


　　走轮激光淬火加工的应用范围非常广泛，可应用于各种机械设备的走轮表面处理，如汽车、工程机械、农业机械等。此外，该工艺还可以应用适用于齿轮、轴类零件等精密零件的表面处理。

　　与传统淬火加工相比，行走轮激光淬火加工具有更高的硬度和耐磨性，可以提高零件的使用寿命和性能。同时，由于该工艺具有、适用范围广、环保等优点，可以大大降低生产成本，提高生产效率。因此，行走轮激光淬火加工是一种潜力的热处理新工艺。

激光淬火齿轮和齿圈，热注入量小，齿轮或齿圈热变形小，不降低齿轮精度，不破坏齿面表面粗糙度，激光熔覆技术可以直接修复断牙。


　　激光淬火修复技术工艺步骤

　　(1)工艺流程:将大齿轮夹紧在激光加工机床上，清除齿轮齿面的油污和锈斑;在需要激光加工的齿面和轴颈部位喷涂吸光涂料，然后用激光加工程序对齿面(齿顶、齿根等)进行淬火。).

　　(2)淬火工艺参数:激光淬火后的齿面硬度范围可控制在HRC35— 45之间;硬化层的深度为0.4-0.6毫米;激光功率为2.0-3.5 kw;淬火速度为10–50mm/s，根据齿轮齿面、齿根和齿顶对材料表面硬度的不同要求，采用数控系统分段分区改变工艺参数，获得相应的激光硬化层。激光淬火后，不回火，齿面表面粗糙度基本不变。

　　(3)激光熔覆的工艺指标:单层激光熔覆厚度可根据需要在0.2-2.5毫米之间调整。激光熔覆层的硬度可根据工件的要求在HRC 25-60之间调节。对于大型钢齿轮，可以不预热直接包覆。熔覆层均匀连续，无裂纹、气孔等冶金缺陷。

产品特点及优势：

1.激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质。

2.相对于感应淬火、火焰淬火，渗碳淬火工艺，激光淬火淬硬层均匀，硬度更高（一般比感应淬火高1-3HRC）；

3.工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化，不需要像感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈，对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制；

4.激光淬火工艺正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺，尤其重要的是激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，特别适合要求的零件表面处理。