河北沧州激光淬火设备公司

来源：西安国盛激光科技有限公司 时间：2024-05-15 00:17:31 [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。

金属材料激光硬化的原理是利用激光束在金属材料表面上的吸收来提高金属材料的硬度和强度。由于激光本身并不直接参与工件表面层的热应力应变，因此，在激光硬化之前需对其进行预处理。

　　当采用连续激光束时，由于激光束具有很高的能量密度，故可以使工件表层很快发生热应力应变并使表层硬度迅速增加。一般金属材料表面都是经过机械加工的，表面粗糙度很小，其反射率可达80-90%，影响金属材料表面吸收光能的效率。为了提高激光在金属表面的吸收效率，在激光硬化前需要进行表面预处理。表面预处理的方法有很多种，包括表面粗糙化、喷漆法、磷化法、氧化法、涂装法等。其中常用的是喷漆法和磷化法。


　　这两种工艺都能达到表面预处理的目的，提高激光吸收效率。由于采用了喷涂和烘烤等加工方法，能很好地处理金属表面的粗糙度、氧化物或腐蚀产物层，并且不需要对工件进行预热带或者热处理，直接喷涂即可。喷涂的工艺流程简单、快速，并且。其工艺流程为：把金属工件用水洗净后置于喷气或等离子体中进行加热或保温;然后再把表面涂料喷在金属表面上，经过几分钟干燥后即可得到致密、均匀的涂层。如果涂层太厚，可能会出现“烧穿”现象，一般涂层厚度为50-100微米为宜。

　　在喷漆法中，涂料种类繁多，新产品和配方也在不断开发。在众多的涂料中，有的配方简单，有的配方复杂，但都提高了激光淬火中的激光吸收率，大部分能达到80-98%以上，完全满足激光淬火的要求。喷涂的应用方法简单，易于操作。除喷涂外，可应用于大规模生产，也可用手工刷涂进行零星的临时加工和实验，无需增加成套设备。

　　在激光淬火的预处理方法中，磷化是许多机械零件加工的后一道工序，可以作为激光处理前的表面预处理。磷化处理分为高温90-98度，中温55-70度，常温25度左右。在激光处理的过程中，由于材料不同，激光处理工艺不同，三种磷化工艺的表面预处理层(磷化膜)对激光的吸收率不同，一般认为以高中温磷化好!

　　而不同的表面预处理工艺对激光的吸收也不一样，在进行激光处理前需要了解!

　　一般认为，表面预处理时，磷化膜厚度应小于20微米，否则可能会出现“烧穿”现象，影响后续工序的质量。

　　在表面预处理技术中比较成熟的是氧化法和喷涂法，但是随着各种材料的不断发展，新型材料层出不穷，如纳米级氧化物、金属陶瓷和金属涂层等新材料及新工艺层出不穷。因此对氧化技术、喷涂技术提出了更高要求。因此目前国内激光淬火设备的发展也是越来越成熟!

大型轧辊激光淬火是利用高能激光束对大型轧辊表面进行快速加热和冷却，实现表面硬化和强化的一种表面处理技术。该技术具有加工速度快、硬化层深度可控、对轧辊形状和尺寸适应性强等优点。因此，激光淬火广泛应用于钢铁、有色金属、橡胶等行业的轧辊制造和修复领域。


　　大型轧辊激光淬火技术的原理是利用高能激光束快速扫描轧辊表面，使轧辊表面材料在极短的时间内加热至熔化或沸腾状态，然后快速冷却以实现表面硬化和强化 。在此过程中，激光束的能量密度、扫描速度、光斑尺寸大小等参数对硬化层的深度、硬度、耐磨性等性能有重要影响。


　　大型滚子激光淬火技术的优点主要包括以下几个方面。

　　1、它可以实现快速加热和冷却，从而大大缩短加工时间，提高生产效率。

　　2、可以控制淬硬层深度、硬度等性能指标，满足不同工况和工艺要求。

　　3、是对滚筒形状尺寸适应性强，可处理各种复杂形状尺寸的滚筒。

　　4、激光淬火技术是非接触式工艺，不会对滚轮造成机械损伤或变形。

　　5、激光淬火技术具有更好的环保性能，产生的废物和污染更少。


　　在钢铁行业，大型轧辊激光淬火技术主要用于轧辊的制造和修复。通过激光淬火技术，可以显着提高轧辊的硬度和耐磨性，从而延长轧辊的使用寿命，降低生产成本。此外，大型轧辊激光淬火技术也广泛应用于有色金属、橡胶等行业的轧辊制造和修复领域。

　　总之，大型滚子激光淬火技术是一种的表面处理技术，具有诸多优点和应用前景。随着技术的不断发展和完善，相信激光淬火技术将在未来的生产制造领域发挥更加重要的作用。

激光淬火齿轮和齿圈，热注入量小，齿轮或齿圈热变形小，不降低齿轮精度，不破坏齿面表面粗糙度，激光熔覆技术可以直接修复断牙。


　　激光淬火修复技术工艺步骤

　　(1)工艺流程:将大齿轮夹紧在激光加工机床上，清除齿轮齿面的油污和锈斑;在需要激光加工的齿面和轴颈部位喷涂吸光涂料，然后用激光加工程序对齿面(齿顶、齿根等)进行淬火。).

　　(2)淬火工艺参数:激光淬火后的齿面硬度范围可控制在HRC35— 45之间;硬化层的深度为0.4-0.6毫米;激光功率为2.0-3.5 kw;淬火速度为10–50mm/s，根据齿轮齿面、齿根和齿顶对材料表面硬度的不同要求，采用数控系统分段分区改变工艺参数，获得相应的激光硬化层。激光淬火后，不回火，齿面表面粗糙度基本不变。

　　(3)激光熔覆的工艺指标:单层激光熔覆厚度可根据需要在0.2-2.5毫米之间调整。激光熔覆层的硬度可根据工件的要求在HRC 25-60之间调节。对于大型钢齿轮，可以不预热直接包覆。熔覆层均匀连续，无裂纹、气孔等冶金缺陷。

产品简介：

采用激光器，工业机器人及控制系统，组成多轴联动的柔性激光加工系统。根据零件的形状及工艺需求，定制机型。可对模具等复杂异形零件进行激光淬火，修复加工。

产品特点及优势：

1.激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质。

2.相对于感应淬火、火焰淬火，渗碳淬火工艺，激光淬火淬硬层均匀，硬度更高（一般比感应淬火高1-3HRC）；

3.工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化，不需要像感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈，对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制；

4.激光淬火工艺正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺，尤其重要的是激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，特别适合要求的零件表面处理。

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