激光表面熱處理技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用特點
激光技術(shù)是本世紀60年代初誕生,而且發(fā)展極為迅速的一門高新技術(shù)。它的發(fā)展與滲透,帶動了其它學科和技術(shù)的發(fā)展,激光技術(shù)已成為本世紀高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主要支柱之一。

激光加工技術(shù)是激光技術(shù)在工業(yè)中的主要應(yīng)用,激光加工技術(shù)加速了對傳統(tǒng)加工工業(yè)的改造,提供了現(xiàn)代工業(yè)加工技術(shù)的新手段,影響很大。激光加工是指用高功率激光束對工業(yè)用零部件進行切割、熱處理、焊接、打孔等等,與傳統(tǒng)加工方法相比,激光加工的特點是:激光束能量高度集中,加工區(qū)域小,因而熱變形小,加工質(zhì)量高、精度高,加工件不受尺寸、形狀限制,不需冷卻介質(zhì),而且無污染,噪聲小,勞動強度低,效率高。激光加工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化正在我國興起。
一、激光熱處理技術(shù)的特點
激光表面熱處理是利用高功率密度的激光束對金屬進行表面處理的方法,它可以對材料實現(xiàn)相變硬化(或稱做表面淬火、表面非晶化、表面重熔粹火)、表面合金化等表面改性處理,產(chǎn)生用其它表面淬火達不到的表面成分、性能的改變。
激光具有單色性、相干性、方向性和高能量密度四大特點,因此,其穿透能力極強。激光的穿透能力是由其能量大孝功率密度強弱、時間長短而決定。當功率密度為103W/cm2~107W/cm2時,以103℃/s~107℃/s加熱速度把金屬表面加熱到僅低于熔點的臨界轉(zhuǎn)變溫度,其表面迅速奧氏體化,然后急速自冷淬火,冷卻速度可達1.7×104℃/s,金屬表面迅速被強化,這就是激光相變硬化。
激光熱處理的顯著特點是:具有高速加熱,高速冷卻,獲得的組織細密、硬度高、耐磨性能好;淬火部位可獲得大于400kgf/mm2的殘余壓應(yīng)力,有助于提高疲勞性能;還可以進行局部選擇性淬火,通過對多光斑尺寸的控制,更適合其它熱處理方法無法勝任的管孔、深溝、微區(qū)、夾角和刀具刃口等局部區(qū)域的硬化;激光可以遠距離傳送,可以實現(xiàn)一臺激光器多工作臺同時使用,采用計算機編程實現(xiàn)對激光熱處理工藝過程的控制和管理,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。
二、激光熱處理在工業(yè)上的應(yīng)用及發(fā)展
由于激光熱處理有相當明顯的優(yōu)點,解決了傳統(tǒng)金屬熱處理不能解決或不容易解決的技術(shù)難題,在國內(nèi)外受到了高度重視,激光熱處理得到了迅速的發(fā)展。激光熱處理過的曲軸由于激光熱處理越來越顯示其優(yōu)越性。
三、開發(fā)激光熱處理的新應(yīng)用,促進激光加工產(chǎn)業(yè)化
激光是一門高新技術(shù),應(yīng)用領(lǐng)域很廣。
激光熱處理的技術(shù)關(guān)鍵有三:高功率的激光器;多自由度的加工設(shè)備并與計算機配套;不同應(yīng)用的激光熱處理工藝。經(jīng)過我國激光科技人員十幾年的努力,這三個方面都有了很快的發(fā)展,為激光熱處理技術(shù)的推廣創(chuàng)造了條件。近幾年來,激光產(chǎn)業(yè)以兩位數(shù)的速度增長,高于國際激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度,也高于全國工業(yè)增長的速度,可見其前景是遠大的。
可以預(yù)言,激光加工技術(shù),特別是激光熱處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用必將加速我國的激光產(chǎn)業(yè)化進程。
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