影響激光表面淬火的幾大原因
激光表面淬火工藝參數(shù)采用激光相變淬火硬化,簡單聚焦為新月形,寬帶掃描為平頂月形。由于中心溫度高,冷卻速度高zui慢;當激光功率過大時,會在這里熔化,也就是說,使用TEM當00模熱源進行激光相變淬火時,就會發(fā)生A.B部分硬化,C部分硬化不足。這是因為C部分開始冷卻時的溫度zui而且冷卻速度慢,所以珠光體相變開始后,C零件硬化足夠大。這種現(xiàn)象與傳統(tǒng)淬火中表面冷卻速度快、內部冷卻速度慢的冷卻規(guī)律相反。另一方面,由于激光加熱到相變溫度的時間非常短,加熱溫度梯度非常大,因此在激光加熱區(qū)域的不同部位,即奧氏體的化學成分非常不均勻。
激光相變櫻花的工藝參數(shù)主要包括激光功率密度(根據(jù)激光輸出功率和焦點尺寸).掃描速度和離焦。
除上述主要激光工藝參數(shù)外,考慮到金屬材料對紅外激光的高反射率,在激光硬化之前,紅外激光反射率必須很高。因此,在進行激光相變硬化之前,必須對材料進行預處理,以提高材料對激光的吸收率。
常用的工件預處理(或黑化處理)方法如下:
(1)20世紀80年代初國內外激光相變硬化的磷化法zui常用的預處理方法之一。它通過磷化處理在工件表面形成磷化膜,如磷酸錳、磷酸鋅等磷化膜,以及磷酸錳zui更多。磷化后,材料表面吸收率在80%以上。然而,磷化處理往往會導致激光淬火后材料表面出現(xiàn)裂紋,因此這種方法正在以其他方式逐漸被取代。
(2)近年來美國使用黑漆法zui多得是一種牌號krylon1602黑漆,主要由石墨粉、碳酸鈉或硅酸鉀組成,可采用噴涂法處理。類似美國黑漆的產(chǎn)品也在中國市場上銷售。
(3)碳石墨(碳石墨)|+在小批量激光相變淬火實驗中,石墨粉法通常采用碳素石墨法,既經(jīng)濟又方便,而且效果良好。
(4)SIO20世紀90年代在法國開發(fā)了一種二型涂料SIO2.可噴涂材料為主要成分,主要成分為200-300目精致石英分。其中,涂層被認為在激光輻射下變成液體,在激光輻射下均勻覆蓋金屬表面,冷卻后形成固體薄膜。
此外,日本佳友公司還開設了一家公司Nexte101涂料,對CO2激光吸收率可達90%-95%,其主要成分也是SIO2.
激光淬火后材料的硬度和深度以及性能都會受到激光淬火工藝參數(shù)的直接影響。
隨著掃描速度的加快,淬火深度和寬度會降低;隨著掃描速度的減慢,淬火深度和寬度會增加,但此時懸掛式淬火的硬度會降低。特別值得注意的是,掃描速度太慢。激光處理鋼時,鋼表面容易熔化變脆。
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