甘肃武威激光淬火修复
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激光淬火预处理的目的:
1、获得金属基体表面均匀、致密、无缺陷及低杂质的表层组织;
2、获得高致密性表面结构和良好的耐磨性能;
3、获得均匀一致的表面力学性能,提高工件表面光洁度、降低疲劳强度和延长使用寿命;
4、使工件在高温下保持良好的热稳定性。
激光表面淬火的原理与普通热处理相同,但加热时间很短(在千分之几秒至零点几秒范围内)、面积小、冷却时间短,即用激光作为热源,快速加热金属表面一小块区域,使其奥氏体化,然后淬火强化。理论和实践都证实,表面温度和热穿透深度都与激光照射持续时间的平方根成正比。因此,可以通过适当调整光斑尺寸、扫描速度和激光功率来控制表面温度和热穿透深度。当激光束离开被加热表面时,那里的热量很快转移到表面其余的冷态,相当于自冷淬火,无需采取其他快速冷却措施。激光束扫描时,还可以通过改变光束摆动的幅度和频率来调节功率密度,从而控制淬火层的深度和覆盖范围。
镶件表面淬火:汽车模具上镶件的表面淬火主要是指修边模修边镶件的淬火和整形模整形镶件的淬火。
对于切边镶件或整形镶件,常规火焰淬火后镶件变形较大,淬火后需要进行二次加工消除变形。工件生产周期长,淬火硬度难以控制。特别是成型镶件,由于成型表面需要淬火,淬火面积大,极易发生回火,导致表面硬度不合格。经过研究和实践,我们发现激光淬火可以有效控制镶件的变形和硬度不合格。
应用激光淬火优化模具加工工艺与传统火焰淬火相比,激光淬火可以优化模具加工工艺,从而有效缩短制造周期,降低制造成本。以下是火焰淬火和激光淬火的工艺流程对比。
火焰淬火模具加工工艺流程:表面粗加工→半精加工→火焰淬火→加工消除变形→钳工装配→表面精加工→调试→研究→发货。
激光淬火模具加工工艺流程:表面粗加工→半精加工→钳工装配→表面精加工→激光淬火→调试、研配。
采用激光淬火模具,淬火前进行表面精加工,不仅避免了变形过程,提高了精加工效率,而且采用激光淬火方式的模具加工效率比采用火焰淬火方式提升了 30%以上。
激光淬火的特点以及几种不同的表述方式:
1、加工:通过快速加热(105~106ºC/s)和快速自冷(105 ºC/s)的方式,可以提高扫描速度和生产率,从而取代传统的淬火方式。
2、 淬火质量均匀可控:激光相变硬化相比常规相变硬化具有更高的硬度,可获得极细的硬化层组织。采用大功率的激光器,可以实现硬化层深达2mm。淬火质量可以控制,并且激光相变硬化比常规相变硬化更具有优势,硬化层可以更细,同时采用大功率激光器可以提高硬化层的深度至2mm。
3、加工变形小:由于激光加热速度快,所以热影响区相对较小。这导致相变硬化应力和变形相对较小。
4、淬火区域可选: 可以用于淬火的区域有多种选择,能够对形状较为复杂的零件,以及无法使用其他常规方法进行处理的零件进行硬化处理,例如带有凹槽的零件等。
5、自动化程度高:工艺过程可以通过计算机控制实现自动化,从而实现高自动化程度。这种高自动化程度使得产品生产过程可以纳入自动化流水线中,从而提高生产效率。
6、绿色环保: 激光相变硬化热量传导自冷,无需使用水、油等冷却介质,也无需添加功能合金材料,实现了环保和节能。
采用水溶性淬火冷却介质的汽车零部件一般可以分为以下几类:
1、曲轴:发动机的核心零部件生产工艺要求连续化水平高,普遍应用的是PAG类水溶性淬火冷却介质。
2、小型轴类产品:PAG类水溶性淬火冷却介质可用于各种小轴类产品,包括半轴、连杆、半轴套管、转向节、转向球头、转向臂和转向接口等。这种淬火介质可以应用于各种不同结构简单或复杂的产品。但是,建议在使用前进行具体试验。
3、对于需要进行渗碳淬火处理的工件,我们需要进行以下步骤:
(1)需要将工件进行预热处理,以确保工件表面温度达到所需温度。
(2)我们需要将工件与加热介质接触,以便工件表面能够均匀地吸收加热介质。
(3)需要控制加热温度和时间,以确保工件表面能够均匀地淬火处理。
(4)需要对淬火后的工件进行冷却处理,以使其表面达到所需的硬度和韧性。
因此,淬火处理的工件需要进行预热、与加热介质接触、控制加热温度和时间,并对淬火后的工件进行冷却处理。
许多汽车零部件需要进行渗碳或碳氮共渗处理,以增强其耐磨性和提高抗疲劳强度。通常使用的材质包括20Cr、20CrMnTi和20CrMnMo,它们通常使用淬火油作为冷却介质。
4、感应热处理工件: 这些工件(曲轴、半轴、花键轴、传动轴等)都需要进行感应热处理。为了满足热处理的要求,通常会使用PAG水溶性淬火冷却介质。
在使用PAG水溶性淬火冷却介质之前,需要检查介质浓度。一般情况下,介质浓度的变化范围应该在设定使用值的±1%之内。此外,还需要对淬火冷却介质进行充分的搅拌。通过利用空气中的氧气,可以有效地杀灭细菌,从而防止或尽量减少各种污染的出现。