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金属激光切割机-影响激光表面淬火的几大原因

发布人:发布时间:2019-08-07

【摘要】:

激光表面淬火工艺参数采用激光相变淬火的硬化,简单聚焦时为月牙形,用宽带扫描时呈平顶月形。因为在中心位置温度高,冷却速度zui慢;当激光功率过大时,此处会发生熔化,也就是说采用TEM00模热源进行激光相变淬火时,会发生A.B部分硬化,而C部分硬化

       激光表面淬火工艺参数采用激光相变淬火的硬化,简单聚焦时为月牙形,用宽带扫描时呈平顶月形。因为在中心位置温度高,冷却速度zui慢;当激光功率过大时,此处会发生熔化,也就是说采用TEM00模热源进行激光相变淬火时,会发生A.B部分硬化,而C部分硬化不够的情况。这是因为在C 部分开始冷却时的温度zui高,而且冷却速度较慢,故珠光体相变开始后,C部位硬化大够。这种现象与常规淬火中表面冷却快,内部冷却慢的冷却规律相反。另一方面,由于激光加热至相变温度的时间很短,同时加热温度梯度很大,因而碳化物的溶解和溶入奥氏体中的碳以及合金元素扩散在分部的情况在激光加热区不同部位之间有很大差异,即奥氏体化学成分很不均匀。


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       激光相变樱花的工艺参数主要包括激光功率密度(取决于激光输出功率大小以及聚焦光斑尺寸)、扫描速度和离焦量。


       除上述激光主要工艺参数外,考虑到金属材料对红外激光反射率很高,因此从在进行激光想变硬化之前,必须对红外激光反射率很高,因此在进行激光相变硬化之前,必须对材料进行预处理,以增加材料对激光的吸收率。


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      工件预处理(或称黑化处理)方法常用有如下几种:

    (1)磷化法 磷化法咋爱20世纪80年代早期是国内外激光相变硬化中zui常用的预处理方法之一。它是通过磷化处理在工件表面形成一层磷化膜,如磷酸锰,磷酸锌等磷化薄膜,一磷酸锰zui多。经过磷化处理后,材料表面吸收率在80%以上。但磷化处理也常使激光淬火后材料表面出现裂纹,因此这种方式也正逐步以其他方式被取代。

    (2)黑漆法 近年来美国使用zui多得的是一种牌号为krylon1602的黑漆,其主要成分为石墨粉和碳酸钠或硅酸钾,可采用喷涂法对工件进行处理。国内也研制了类似于美国黑漆的产品在市场上销售。

    (3)碳素石墨(碳素墨水|+石墨粉)法  通常在进行小批量的激光相变淬火实验时,采用碳素石墨法,这样既经济又方便,且效果不错。

    (4)SIO2型涂料法  国内有关部分20世纪90年代研制了一种以SIO2为主要成分的可喷材料,主要成分是200-300目精致石英分,其中涂料被认为除对激光有较高吸收率外,还能在激光辐射下变成液态,均匀覆盖于金属表面,冷却后形成固态薄膜。


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       此外,日本佳友公司还开出一种Nexte101涂料,对CO2激光的吸收率可达90%-95%,其主要成分也是SIO2. 


      上述激光淬火工艺参数将直接影响淬火硬度和深度以及激光淬火后材料的性能。


      随着扫描速度的加快,淬火深度和宽度将减小;随着扫描速度的放慢,淬火深度和宽度增加,但此时记挂昂淬火硬度下降。尤其值得注意的是,扫描速度太慢,在激光处理钢时,往往容易使钢表面熔化而变脆。


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