激光预处理过程中应注意的问题:
1、激光能量密度高,需要进行充分的预热,以材料达到一定程度被充分加热和均匀加热,激光能量集中于需要保护部位;
2、在加热过程中不要让金属材料在淬火后冷却,而是让它再加热一段时间,以便获得更高温度下的淬火组织。
三、激光淬火预处理工艺的选择:
1、材料的选择
对于激光淬火零件,应根据其所用材料,确定所需零件的激光淬火工艺方案。如果零件是由碳、氮或铬等元素组成的,则应在激光淬火之前进行脱碳处理。
2、工件材料尺寸大小和形状的选择
一般情况下,工件材料的尺寸越小,其熔点越高,相对地冷却速度越慢。因此,对一般钢材而言,当激光功率密度不大时其适宜尺寸较小;对于耐磨性要求较高但尺寸又较大的零件而言,宜采用高功率密度激光淬火工艺方案。
与普通热处理相比,激光淬火技术具有以下特点。
1、加热速度极快,工件热变形极小。由于激光功率密度高,加热速率可达1010℃/s,热影响区小,工件热变形小。
2、冷却速度非常快。在工件有足够质量的前提下,冷却速率可达1023℃/s;不需要冷却介质,通过从表面向内部的热传导进行自冷淬火。
3、工件经激光淬火后,表面获得细小的马氏体组织,具有较高的表面硬度(比普通淬火硬度值高15%~20%)和较高的疲劳强度(表面有残余压应力以上) 4000MPa)。
4、由于激光束的扫描(加热)面积很小,可以加工形状复杂的工件(如小凹槽、盲孔、小孔、薄壁件等)或局部加工加工非常,还可以根据需要对同一零件的不同部位进行不同的处理。
5、不需要加热介质,不会排放气体污染环境,有利于保护环境。
6、节能,且工件表面洁净,处理后无需打磨,可作为工件精加工的后一道工序。
激光表面淬火的大缺点是激光发生器价格昂贵。
由于激光表面淬火的上述优点,虽然研制时间短,但进展快,已成功应用于一些机械产品的生产,如变速箱齿轮、发动机缸套、轴承套圈和导轨等。铁轨等等。
镶件表面淬火:汽车模具上镶件的表面淬火主要是指修边模修边镶件的淬火和整形模整形镶件的淬火。
对于切边镶件或整形镶件,常规火焰淬火后镶件变形较大,淬火后需要进行二次加工消除变形。工件生产周期长,淬火硬度难以控制。特别是成型镶件,由于成型表面需要淬火,淬火面积大,极易发生回火,导致表面硬度不合格。经过研究和实践,我们发现激光淬火可以有效控制镶件的变形和硬度不合格。