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齿轮表面激光表面强化工艺及设备的研制

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-10-18 11:15:10 * 浏览: 18
齿轮模具激光表面强化技术是指在数控环境下,通过使用高能量密度的激光束和涂层或覆层材料,改变表面结构或成分,以实现表面相变强化或增强的方法,对齿轮或模具表面进行加工。修复技术。激光相变增强金属材料所谓的激光相变增强是使用激光束扫描工件,以便将工件表面迅速加热到Ac3的临界点以上。当去除热层时,工件的温度是由基板的热传导引起的。进入马氏体或贝氏体区域,发生马氏体相变或贝氏体相变,相变强化过程完成。相变强化工艺具有良好的表面质量,可以根据不同的材料,工件的热容量和激光加工参数来控制强化层的硬度和深度。影响传统热处理工艺中强化效果的技术因素在激光相变强化中的作用发生了很大变化。 1.弥散强化和畸变强化激光相变强化奥氏体。停止激光照射后,金属表面发生马氏体相变。在这种加工环境中形成的奥氏体,无论是表层还是内层,都没有机会长出奥氏体晶粒。弥散的奥氏体晶粒形成弥散的马氏体相或贝氏体相,使结构具有晶格强化和弥散强化效果。此外,在冷却条件下形成的马氏体晶格具有比常规淬火更高的缺陷密度。同时,残余奥氏体也获得了很高的位错密度,这使得金属材料具有畸变强化作用并且强度大大提高。 2.非氧化脱碳淬火在传统的热处理工艺中,如果在加热过程中没有保护措施,则会发生氧化脱碳,从而降低了工件的硬度,耐磨性,使用寿命和使用寿命。激光相变强化中使用的光吸收涂层具有保护工件表面免于氧化的特性。 3.激光增强的抗疲劳机理影响金属材料抗疲劳性的原因之一是疲劳裂纹的萌生时间。在材料损坏的过程中会加剧磨损和疲劳。磨损痕迹会成为疲劳裂纹的起点,加速疲劳裂纹的产生,并且在材料表面出现疲劳裂纹之后,表面粗糙度会严重恶化,磨损会加剧。激光增强层具有很强的抗塑性变形和抗粘着磨损的能力。 4.等强度工作层常规热处理的冷却方向是从表面到内部,表面冷却速度最快,并且冷却速度从表面和内部逐渐降低,因此从得到表面和硬度值。激光相变强化的加热方向虽然相同,但表面温度较高,加热时间较长,可达到0.2-0.25 s,白天内层奥氏体化完成,使表面奥氏体具有较高的碳浓度和较强的固溶强化作用。激光淬火和冷却的方向与常规热处理的方向相反。它来自内部和内部。内层温度低,但是冷却速度最快。尽管外层温度高,它具有固溶强化的优点,但冷却速度最慢,虽然内层碳的浓度略低,但变形增强和分散强化更强烈。这导致硬化层内的硬度值几乎恒定分布。坚固的工作层(例如激光增强零件)可避免酸碱度结果表明,一旦表面磨损,常规热处理零件的磨损率就会加快。齿轮激光相变强化技术1.材料问题激光齿轮应为中碳钢,不宜使用低碳钢。如果使用低碳钢,齿轮的基座将无法保证强度,并降低弯曲疲劳强度。 2.原始状态激光齿轮的原始状态为淬火和回火状态,特定的操作可以与锻造齿轮毛坯后的应力消除热处理相结合。锻造坯料正火和高温回火以获得激光齿轮所需的淬火和回火状态是一条低成本之路。 3.扫描方法激光齿轮的扫描方法主要包括周向连续扫描和轴向分裂扫描。 4.齿轮激光增强预处理技术合适的预处理剂是保证激光束强化处理的关键之一,一直是激光加工中的难题。合理适用的预处理剂和处理工艺可以防止齿轮表面淬火裂纹,降低表面燃烧敏感性,确保激光处理后的齿面精度,并增加硬化层的厚度。 5.无搭接技术和散焦差问题由于齿轮的工作条件,齿轮的硬表面层需要沿齿廓分布,并且齿轮的形状是特殊的。此外,齿轮接头的圆面不能与淬火带重叠,因此需要特殊的宽带。聚焦系统。另外,由于激光束照射牙齿表面不能确保在牙齿表面的不同部分具有相同的散焦量,因此选择焦点位置是确保牙齿表面硬度的合理分布的关键环节。 6.激光齿轮的性能激光齿轮的性能主要表现在三个方面:疲劳性能。如果未发现激光齿轮和回火齿轮有断齿,则它具有很高的抗弯曲疲劳性,耐磨性和性能。 。