影響激光表面淬火的幾大原因
激光表面淬火工藝參數(shù)采用激光相變淬火硬化,簡(jiǎn)單聚焦為新月形,寬帶掃描為平頂月形。由于中心溫度高,冷卻速度高zui慢;當(dāng)激光功率過(guò)大時(shí),會(huì)在這里熔化,也就是說(shuō),使用TEM當(dāng)00模熱源進(jìn)行激光相變淬火時(shí),就會(huì)發(fā)生A.B部分硬化,C部分硬化不足。這是因?yàn)镃部分開(kāi)始冷卻時(shí)的溫度zui而且冷卻速度慢,所以珠光體相變開(kāi)始后,C零件硬化足夠大。這種現(xiàn)象與傳統(tǒng)淬火中表面冷卻速度快、內(nèi)部冷卻速度慢的冷卻規(guī)律相反。另一方面,由于激光加熱到相變溫度的時(shí)間非常短,加熱溫度梯度非常大,因此在激光加熱區(qū)域的不同部位,即奧氏體的化學(xué)成分非常不均勻。
激光相變櫻花的工藝參數(shù)主要包括激光功率密度(根據(jù)激光輸出功率和焦點(diǎn)尺寸).掃描速度和離焦。
除上述主要激光工藝參數(shù)外,考慮到金屬材料對(duì)紅外激光的高反射率,在激光硬化之前,紅外激光反射率必須很高。因此,在進(jìn)行激光相變硬化之前,必須對(duì)材料進(jìn)行預(yù)處理,以提高材料對(duì)激光的吸收率。
常用的工件預(yù)處理(或黑化處理)方法如下:
(1)20世紀(jì)80年代初國(guó)內(nèi)外激光相變硬化的磷化法zui常用的預(yù)處理方法之一。它通過(guò)磷化處理在工件表面形成磷化膜,如磷酸錳、磷酸鋅等磷化膜,以及磷酸錳zui更多。磷化后,材料表面吸收率在80%以上。然而,磷化處理往往會(huì)導(dǎo)致激光淬火后材料表面出現(xiàn)裂紋,因此這種方法正在以其他方式逐漸被取代。
(2)近年來(lái)美國(guó)使用黑漆法zui多得是一種牌號(hào)krylon1602黑漆,主要由石墨粉、碳酸鈉或硅酸鉀組成,可采用噴涂法處理。類(lèi)似美國(guó)黑漆的產(chǎn)品也在中國(guó)市場(chǎng)上銷(xiāo)售。
(3)碳石墨(碳石墨)|+在小批量激光相變淬火實(shí)驗(yàn)中,石墨粉法通常采用碳素石墨法,既經(jīng)濟(jì)又方便,而且效果良好。
(4)SIO20世紀(jì)90年代在法國(guó)開(kāi)發(fā)了一種二型涂料SIO2.可噴涂材料為主要成分,主要成分為200-300目精致石英分。其中,涂層被認(rèn)為在激光輻射下變成液體,在激光輻射下均勻覆蓋金屬表面,冷卻后形成固體薄膜。
此外,日本佳友公司還開(kāi)設(shè)了一家公司Nexte101涂料,對(duì)CO2激光吸收率可達(dá)90%-95%,其主要成分也是SIO2.
激光淬火后材料的硬度和深度以及性能都會(huì)受到激光淬火工藝參數(shù)的直接影響。
隨著掃描速度的加快,淬火深度和寬度會(huì)降低;隨著掃描速度的減慢,淬火深度和寬度會(huì)增加,但此時(shí)懸掛式淬火的硬度會(huì)降低。特別值得注意的是,掃描速度太慢。激光處理鋼時(shí),鋼表面容易熔化變脆。
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