山西忻州激光淬火设备技术

来源：西安国盛激光科技有限公司 时间：2024-12-06 09:33:23 [举报]

激光淬火是使用高功率密度的激光对金属工件表面进行加热，然后再迅速冷却的过程。也称为脉冲激光淬火，是一种新的技术。该技术是在20世纪60年代提出的，被称为“激光表面强化”。利用脉冲激光器产生的高功率密度、高亮度脉冲辐射，在金属工件表面照射激光脉冲。由于功率密度，激光脉冲能将金属表面加热到该温度(约1000度)，并使其快速硬化。由于吸收了大量能量，因此金属表层很快软化。在冷却过程中，工件表面将被加热到低于淬火温度(约500-700度)。这种工艺对金属工件的淬火效果非常好。

　　根据激光淬火设备不同，其特征是不同的。例如，脉冲激光可以使金属工件表面加热到该温度，快速加热至淬火温度并快速冷却至低于该温度;连续激光可以连续作业。它可以对金属工件进行分段处理，并可用于多个工件。

　　一、激光淬火优势：

　　1.激光淬火设备容易操作，在金属表面进行加热和冷却，具有速度快、热影响小、变形小等特点，适用于表面热处理;

　　2.激光淬火可以替代传统淬火工艺，适用于多个工件的淬火;

　　3.可以控制表面和深度温度场的分布，对不同材料的淬火深度可以实现可调节;

　　4.对工件进行局部淬火时，激光束不会直接加热到工件的表面，而是通过焦点区域作用于工件的表层。这种方法能工件表面和内部的均匀淬火，防止产生马氏体、珠光体等组织;

　　5.激光淬火可提高材料的耐磨性、抗疲劳强度和抗蚀能力;

　　6.激光淬火可以使材料的力学性能达到佳状态，如弹性模量和抗拉强度。

　　二、激光淬火也存在一些缺陷：

　　1.淬火温度高，工件表面硬化温度高容易变形。

　　2.需要淬火介质，容易损坏工件表面的光洁度。

　　3.使用不方便，不连续作业。

1、激光淬火生产中的主要问题

　　根据激光表面淬火技术研究中的工艺参数及其内在联系可以知道，在激光淬火生产过程中，操作者对工艺参数的控制非常严格，工艺稳定性差是必然的。产生这种现象的主要原因是光斑的功率密度和激光的不均匀性影响淬火过程的稳定性;光斑形状对硬化层均匀性的影响:激光表面淬火难以大面积硬化层;工件初始状态对激光淬火质量的影响。

　　2、提高激光淬火产量的一些改进措施

　　使用激光淬火系统生产产品时，需要对淬火过程中的各种因素进行优化和控制，以激光淬火过程的稳定性。在控制激光功率、扫描速度、光斑大小等工艺因素的基础上，技术人员可以根据产品淬火前的导热系数、热扩散系数、熔点、临界相变温度、淬火部位形状等，提前将影响因素输入智能监控工艺系统。在淬火过程中，操作者根据智能系统控制中心显示的各种参数变化信息，实时控制激光器、光学系统和旋转平台的运行，从而完成淬火的控制，实现激光表面淬火产品的目的。如图3所示，传感器1-4分别监测激光输出光束的功率和功率密度分布、光束转换系统的调节状态、工件表面激光照射区域的温度变化和工作台的运动状态。

齿轮激光淬火是一种的表面处理技术，它结合了激光技术和淬火技术的优点，为齿轮等机械零件提供了更、更精密的加工方法。激光淬火技术以其特的优势在工业生产中得到了广泛的应用，为现代制造业注入了新的活力。

　　激光淬火的基本原理是利用高能激光束对材料表面进行快速加热和冷却，从而改变材料表面的组织和性能。激光束具有的能量密度和极短的加热时间，它能在很短的时间内将材料表面加热到熔化或相变温度，然后迅速冷却，形成硬度高、耐磨性好的马氏体组织。 这种方法不仅可以增加齿轮表面的硬度和耐磨性，而且可以提高其疲劳性能和耐腐蚀性能。

　　齿轮激光淬火的主要优点是、率、高可靠性。激光束可以控制加热区域，实现局部淬火，避免整个齿轮过度加热和变形。同时，激光淬火工艺快速、简单，可在短时间内加工大量齿轮，提高生产效率。此外，激光淬火形成的马氏体组织具有的机械性能和稳定性，可显着提高齿轮的使用寿命和可靠性。

　　齿轮激光淬火过程中，需要注意控制激光参数、淬火介质、淬火工艺等因素，以佳的淬火效果。激光参数的选择直接影响加热速度和加热深度，需要根据齿轮的材质和厚度进行合理调整。淬火介质的选择对于控制冷却速度和冷却均匀性至关重要。常用的淬火介质有水、油、聚合物等。此外，淬火工艺的优化也是提高激光淬火效果的关键，包括预热、扫描速度、淬火次数等参数的调整。

　　齿轮激光淬火在工业生产中具有广阔的应用前景。可应用于各类齿轮，如汽车齿轮、工程机械齿轮、船舶齿轮等。随着制造业的快速发展和市场竞争的加剧，对齿轮性能和寿命的要求越来越高。齿轮激光淬火作为一种的表面处理技术，可以满足这些要求，提高齿轮的耐磨性、抗疲劳性和使用寿命，为现代制造提供有力支撑。

　　此外，齿轮激光淬火还有助于实现绿色制造和节能减排。传统的齿轮淬火方法往往消耗大量的能源和原材料，同时产生大量的废物和污染。激光淬火技术具有、节能、环保的优点。它可以显着减少能源消耗和废物产生，减少对环境的影响。

　　总之，齿轮激光淬火是一种的表面处理技术，具有、率、高可靠性等优点。它已广泛应用于工业生产中，为现代制造业注入新的活力。随着科学技术的不断进步和市场需求的不断增长，齿轮激光淬火技术将不断优化和改进，为制造业的可持续发展做出更大的贡献。

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