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1概述

激光淬火的功率密度高，冷卻速度快，不需要水或油等冷卻介質(zhì)，是清潔、快速的淬火工藝。與感應(yīng)淬火、火焰淬火、滲碳淬火工藝相比，激光淬火淬硬層均勻，硬度高（一般比感應(yīng)淬火高1-3HRC），工件變形小，加熱層深度和加熱軌跡容易控制，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不需要象感應(yīng)淬火那樣根據(jù)不同的零件尺寸設(shè)計(jì)相應(yīng)的感應(yīng)線圈，對大型零件的加工也無須受到滲碳淬火等化學(xué)熱處理時(shí)爐膛尺寸的限制，因此在很多工業(yè)領(lǐng)域中正逐步取代感應(yīng)淬火和化學(xué)熱處理等傳統(tǒng)工藝。尤其重要的是激光淬火前后工件的變形幾乎可以忽略，因此特別適合高精度要求的零件表面處理。激光淬硬層的深度依照零件成分、尺寸與形狀以及激光工藝參數(shù)的不同，一般在0.3~2.0mm范圍之間。對大型齒輪的齒面、大型軸類零件的軸頸進(jìn)行淬火，表面粗糙度基本不變，不需要后續(xù)機(jī)械加工就可以滿足實(shí)際工況的需求。激光熔凝淬火技術(shù)是利用激光束將基材表面加熱到熔化溫度以上,由于基材內(nèi)部導(dǎo)熱冷卻而使熔化層表面快速冷卻并凝固結(jié)晶的工藝過程。獲得的熔凝淬火組織非常致密，沿深度方向的組織依次為熔化-凝固層、相變硬化層、熱影響區(qū)和基材。激光熔凝層比激光淬火層的硬化深度更深、硬度要高，耐磨性也更好。該技術(shù)的不足之處在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破壞，一般需要后續(xù)機(jī)械加工才能恢復(fù)。為了降低激光熔凝處理后零件表面的粗糙度，減少后續(xù)加工量，華中科技大學(xué)配制了專門的激光熔凝淬火涂料，可以大幅度降低熔凝層的表面粗糙度。當(dāng)前進(jìn)行激光熔凝處理的冶金行業(yè)各種材料的軋輥、導(dǎo)衛(wèi)等工件，其表面粗糙度已經(jīng)接近激光淬火的水平。激光淬火現(xiàn)已成功地應(yīng)用到冶金行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、石油化工行業(yè)中易損件的表面強(qiáng)化，特別是在提高軋輥、導(dǎo)衛(wèi)、齒輪、剪刃等易損件的使用壽命方面，*，取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。近幾年在模具、齒輪等零部件表面強(qiáng)化方面也得到越來越廣泛的應(yīng)用

2激光淬火的特點(diǎn)

質(zhì)量優(yōu)勢 技術(shù)特質(zhì) 適用材料 實(shí)際應(yīng)用
1．淬火零件不變形 激光淬火的熱循環(huán)過程快 中碳鋼 大型軸類
2．幾乎不破壞表面粗糙度 采用防氧化保護(hù)薄涂層 模具鋼 各種模具
3．激光淬火不開裂 定量的數(shù)控淬火 冷作模具鋼 模具、刃具
4．對局部、溝、槽淬火 定位的數(shù)控淬火 中碳合金鋼 減振器
5．激光 淬火清潔、 不需冷卻介質(zhì) 鑄鐵材料 發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸
6．淬火硬度比常規(guī)方法高 淬火層組織細(xì)密、強(qiáng)韌性好 高碳合金鋼 大型軋輥

3組成部分

激光器

當(dāng)前，用于激光淬火的設(shè)備主要是橫流CO2激光器，該激光器的工作氣體沿著與光軸垂直的方向快速流過放電區(qū)以維持腔內(nèi)有較低的氣體溫度，從而保證高功率輸出，光束模式為多模輸出。激光器的選用要考慮以下幾方面內(nèi)容：
1． 激光器輸出好的光束質(zhì)量，包括模式及模的穩(wěn)定性。
2． 激光器輸出功率穩(wěn)定性。
3． 激光器應(yīng)具有高的可靠性，應(yīng)能滿足工業(yè)加工環(huán)境下的連續(xù)工作。
4． 激光器本身應(yīng)具有良好的維護(hù)性，有故障診斷和連鎖功能；
5． 操作簡單方便。
6． 設(shè)備銷售廠商的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)能力，可信程度。一定要避免因小失大。
7． 設(shè)備易損件補(bǔ)充來源是否有保障，供應(yīng)渠道是否暢通。

大型多功能加工機(jī)床

激光加工機(jī)床的加工的基本尺寸范圍為：長 5.5 米，直徑 Φ 2.6 米。特殊工件，可加工的尺寸范圍更大。本激光加工機(jī)床為雙懸臂加工系統(tǒng)，可進(jìn)行多工位的激光加工。

六軸四聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)

本機(jī)床配置有六軸四聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，可以對復(fù)雜形狀工件進(jìn)行精密激光加工。