激光淬火工艺课程名称:激光加工技术主讲教师:王文权单位:浙江工贸职业技术学院1.教学目标了解激光表面淬火的原理和工艺特点。2.1激光淬火的概念激光淬火又称激光相变硬化,就是利用激光将金属材料加热到相变点以上但低于熔点,依靠金属材料自身传导快速冷却达到淬火的目的,其实质是马氏体相变硬化。2.激光表面淬火介绍图1激光的不同热作用与强化类型图2激光参数与不同应用的关系激光淬火激光淬火与传统淬火热处理机理完全一致:A化后以大于M形成的临界冷却速度冷却下来。2.2激光淬火的原理图3钢材不同热处理的加热温度图4共析钢的等温转变图(1)获得晶粒极细的马氏体;(2)淬硬层中位错密度很高;(3)表层形成压应力。2.2激光淬火的原理图5共析钢的等温转变和连续转变图(1)激光淬火后工件获得的马氏体晶粒更细,位错密度更高,强度比常规淬火提高5%-20%;(2)加热速度快,热影响区小,淬火应力及变形小;(3)热处理的柔性好,可对深孔、凹槽等进行局部硬化;(4)工艺周期短,生产效率高,容易实现自动化;(5)激光淬火无需冷却介质,对环境污染小。2.3激光淬火的特点2.4影响激光淬火效果的因素工艺因素(1)光斑直径:影响淬火层宽度;(2)激光功率、扫描速度:淬火层深度一般激光淬火使用的功率密度≤104W/cm2(过高导致材料熔化)图6激光淬火表面层不同位置的硬度分布图7淬火硬化层深度与扫描速度的关系(3)淬火前预处理:影响吸收率磷化、黑化或涂覆红外能量吸收材料,其中黑化方法简单可行:胶体石墨和含碳黑的涂料刷涂到工件表面,可提高吸收率达90%以上。表1激光表面淬火应用实例
全文预览
