热处理

激光是金属部件进行淬火的理想热源,可以在保持基材的冶金性能

不变的前提下提升零件的耐磨性。零件磨擦表面马氏体层

的形成与剩余部分基材延展性的保留 ,可以极大地延长

这些部件的寿命并提高性能。光纤激光器与非激光

表面淬火技术相比具有多项优势。光纤激光器

便于装配,能够对激光功率进行精密控制

并保证其稳定性,从而最大限度减少

零件变形且不需要淬火剂。

激光热处理又被称为激光淬火,是一种表面改性工艺,用于增强部件的耐磨性或延长其寿命,从家用工具到汽车制造部件以及重工业和运输领域的工装,均在适用范围内。激光淬火最常用于钢和铸铁材料。激光器通过受控的局部加热使金属部件上的目标区域发生固态相变,同时保证基材的冶金性能。

吸收取决于材料类型、碳含量、微结构、表面条件、尺寸和几何形状,通常限于在表面层。淬火深度范围:0.2–2.0 mm。可采用光束整形器件控制加热区域。因此,激光热处理为制造商提供了一种精密且受控的工艺来对其工装和设备进行修改,由此增强它们的耐磨性。

 

Cross-section of a laser hardened camshaft

 

 

一般加工速度范围:10 至 150 cm 每分钟。淬火深度将随着速度增加而减小。可实现的深度取决于合金的构成。用现成的设备可实现的一般道宽为 0.5 mm 至 5 cm。通过专门的配置,也可得到更小或更大的结果。

表面淬火激光操作模式的选择主要取决于部件本身。大部分淬火应用要求连续光束,如大部分工业工具的轨道淬火。有些复杂精细的部件要求脉冲激光器,如 IPG 掺镱脉冲激光器

大部分近红外激光器可用于淬火,因为将材料淬火至指定深度和硬度所需的主要参数是激光功率。铁基材料 1 微米波长的激光有稳定的吸收率,因此无需像应用 CO2激光器时那样在部件上预先涂抹吸收涂层。

 

IPG 的二极管激光器高功率光纤激光器用于热处理。优势包括:输出功率更高、光纤光束传输灵活、结构紧凑、 通过热冗余实现的更强可靠性以及超过千瓦级二极管激光器的更高的电光转换率

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