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工业应用中的激光表面强化和再制造技术

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-07-29 14:08:01 * 浏览: 0
激光表面强化和再制造加工技术是一门跨学科的高科技,集光学,机械,电力,计算机,材料,物理和化学等多个学科于一体。由于其独特的无污染,低能耗和易于自动控制。并迅速发展成为先进的表面处理技术。经过20多年的发展,随着大功率激光器,设备智能控制和材料技术的不断升级和改进,该技术已越来越多地应用于工业部件的加强和再制造。一,激光表面强化和再制造加工技术的分类和介绍激光表面强化和再制造加工技术可以改善零件表面的力学性能,而不会改变金属零件的金属成分,也可以磨损或拉紧金属零件。零件均匀涂层和修复,形状和性能得到恢复。也可以在一些金属零件的关键部位添加合金或陶瓷材料进行表面改性,大大提高了零件的耐腐蚀性,耐磨性,耐高温性和抗疲劳性。 。激光表面强化和再制造加工技术特点:无污染,可控性好,热影响区小,组织缺陷少,处理效果好,易于自动化。国内外广泛使用的激光表面强化和再制造加工技术主要分为三种:激光淬火,激光再制造(包层)和激光合金化。以下是对这三种技术和特点的简要介绍:1。激光淬火技术采用高能激光作为热源,使金属表面快速,快速,快速完成淬火过程,获得高硬度,超细马氏体结构,改善表面。在表面上形成硬度和耐磨性以及压缩应力以改善疲劳强度。图2-4显示了几种典型材料的激光淬火层的微观结构和横截面硬度分布。图1半导体激光淬火设备和淬火示意图图2 GCr15激光淬火硬化和显微组织(激光功率2.2kW,速度15mm / s)图342CrMo激光淬火硬度和结构照片(激光功率2.2kW,速度10mm / s)图47CrSiMnMoV激光淬火硬度和结构照片(激光功率2.2kW,速度10mm / s)激光淬火特性:变形小,残余压应力形成,硬度高,淬火层深度可控,环保(无需水,油和其他淬火液),易于自动控制,无需添加功能性合金材料。 2.激光合金化技术采用高能激光作为热源,照射预先形成在工件表面的超细金属或金属陶瓷合金材料,在高能量密度激光的作用下快速渗透和熔化。梁,从而改变工件的表面。成分,组织精细,高耐磨合金层,大大提高了工件在高温腐蚀条件下的耐磨性。图5-7显示了几种典型材料的激光合金化的微观结构和硬度分布。图545钢激光合金化表面形貌和硬度分布激光合金化表面Ra为2-4um合金层硬质HV800-850,层深0.3mm,淬火层深度0.5mm图69CrSi钢激光合金化表面形貌和硬度分布激光合金化表面Ra为3-4um,合金层硬度为HV900-950,层深为0.4mm,淬火层深度为0.7mm。图7:球形铁激光合金化表面形貌和硬度分布激光合金化表面Ra为3-5um,合金层硬度HV1100-1200,层深0.5mm,淬火层深度0.6mm激光合金化特点:性能明显改善,无需后续加工成本低,成型小,速度快,易于实现自动控制,激光合金化层材料性能可根据使用需要调整,工艺为塑料,特别适合适用于钢铁行业热轧辊的需求。