Що таке лазерне зміцнення поверхні?
Лазерне зміцнення поверхні використовує лазер для нагрівання матеріалу вище його точки фазового переходу, що призводить до перетворення аустеніту на мартенсит і зміцнення матеріалу поверхні.
Переваги лазерного зміцнення поверхні
Лазерне загартування має високу щільність потужності, швидку швидкість охолодження та не потребує охолоджуючих речовин, таких як вода чи масло. Це чистий і швидкий процес твердіння. У порівнянні з процесами індукційного гартування, полум’яного гартування та науглерожування, лазерне гартування має рівномірний шар зміцнення, високу твердість (зазвичай 1-3 HRC вище, ніж індукційне гартування), малу деформацію заготовки, простий контроль глибини нагрівального шару та траєкторії нагріву , і легка автоматизація. Це не вимагає проектування відповідних індукційних котушок відповідно до різних розмірів деталей, як індукційне гартування, і обробка великих деталей не повинна обмежуватися розміром печі під час хімічної термічної обробки, такої як науглерожування. Тому традиційні процеси, такі як індукційне загартування та хімічна термічна обробка, поступово витісняються в багатьох галузях промисловості. Особливо важливим є те, що деформація заготовки до та після лазерного зміцнення може бути майже незначною, що робить її особливо придатною для обробки поверхні високоточних деталей.
У порівнянні з іншими технологіями термічної обробки поверхні, такими як високочастотне загартування, науглерожування, азотування тощо, лазерне зміцнення поверхні має унікальні переваги:
1. Процес загартування можна контролювати: його можна імпортувати в траєкторію загартування за допомогою математичного моделювання, а температуру та якість загартування можна точно контролювати за допомогою замкнутого циклу. Лазерне зміцнення можна застосовувати до великих і складних вигнутих заготовок, таких як форми, вали та внутрішні отвори заготовок.
2. Локальна вибіркова обробка: Точний контроль положення, площі, твердості та рівномірності міцності загартованого шару.
3. Відмінні характеристики поверхні: загартована мікроструктура h1as надзвичайно дрібних мартенситних зерен, високої щільності дислокацій та значно покращеної зносостійкості поверхні та стійкості до адгезії.
4. Невелика зона теплового впливу: лазерне зміцнення поверхні є надзвичайно гарячим і швидко охолоджується, завершуючи процес загартування за дуже короткий час, з низьким напругою зміцнення та деформацією.
5. Висока твердість: твердість загартованого шару вища, ніж у традиційного загартування, а зносостійкість подвоюється.
Застосування лазерного зміцнення поверхні
Лазерне зміцнення успішно застосовується для зміцнення поверхні вразливих деталей у металургійній, механічній та нафтохімічній промисловості, особливо для підвищення терміну служби вразливих деталей, таких як ролики, напрямні, шестерні та ріжучі кромки. Ефект значний, досягнуто суттєвих економічних і соціальних вигод. В останні роки поверхневе зміцнення таких компонентів, як прес-форми та зубчасті колеса, також все частіше застосовується.
Шестерні є широко використовуваними компонентами в машинобудівній промисловості. Щоб підвищити несучу здатність зубчастих коліс, необхідна обробка поверхневого зміцнення. Проте традиційні процеси зміцнення зубчастих коліс, такі як поверхнева хімічна обробка, така як науглерожування та азотування, а також індукційне зміцнення поверхні та зміцнення поверхні в полум’ї, мають дві основні проблеми: велика деформація після термічної обробки та труднощі з отриманням рівномірно розподіленого шару зміцнення вздовж профілю зуба. , що впливає на термін служби шестерень.
Лазерне загартування форм
Лазерне зміцнення зубчастих вінців
Лазерне зміцнення гільзи циліндра