激光表面強化與熱處理的應用
激光表面強化與熱處理技術是近20年來發(fā)展起來的一種新型材料表面處理技術。激光表面強化技術的原理是利用激光穿透能力極強的特點,當把金屬表面加熱到僅低于熔點的臨界轉(zhuǎn)變溫度時,其表面迅速奧氏體化,然后急速自冷淬火,金屬表面迅速被強化。激光表面強化與熱處理可以分為3類:一是激光照射時金屬不熔化,只是組織發(fā)生變化,這類工藝主要為激光相變硬化(激光淬火);二是激光照射時金屬熔化,冷卻后組織發(fā)生變化或加入其他元素改善表面性質(zhì),包括激光熔凝、激光合金化、激光非晶化和微晶化等;三是激光照射時金屬表面發(fā)生汽化,從而發(fā)生組織變化,這類工藝主要為激光沖擊硬化。上述各種激光熱處理工藝共同的理論基礎是激光與物質(zhì)的相互作用規(guī)律及其金屬學行為。
激光熱處理是傳統(tǒng)熱處理技術的發(fā)展和補充,它可以解決其它表面處理方法無法解決或不好解決的材料強化問題。經(jīng)過激光處理后,鑄層表層強度可達HRC60以上,中碳、高碳鋼以及合金鋼的表層硬度可達HRC70以上,從而提高其抗磨損、抗疲勞、耐腐蝕和防氧化等性能,延長其使用壽命。
激光熱處理在汽車行業(yè)應用極為廣泛,在許多車關鍵件上(如缸體.缸套、曲軸、凸輪軸、排氣閥、閥座或活塞環(huán)等)幾乎都可以采HJ激光熱處理。同樣,農(nóng)用機車也應該廣泛使用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,機器的工作條件是多種多樣的,有些機器(犁、中耕機、播種機和收割機)直接在磨料介質(zhì)中工作,使許多零件磨損很快。另一方面,為了獲得足夠的強度,機器的材料用量較大,不僅浪費材料,而且顯得笨重。對于此類零件,激光硬化處理后的硬度比常規(guī)淬火硬度高5%一20%,激光合金化可以根據(jù)要求選擇加入新材料,形成以基材為基礎的新合金層,以獲得滿意的性能。此外,由于處理后性能的提高,可以選用低性能的基材,從而減少了基材的質(zhì)量。
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