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激光表面强化再制造技术在工业领域中的应用

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-03-10 0:09:24 * 浏览: 0
激光表面强化和再制造加工技术是一种多学科的高科技,融合了光,机械,电力,计算机,材料,物理和化学等多个学科。并迅速发展成为先进的表面处理技术。经过二十多年的发展,随着高功率激光器的不断升级和改进,设备和材料技术的智能控制,该技术已越来越多地应用于工业零部件的加固和再制造。 I.激光表面强化和再制造加工技术的分类和介绍激光表面强化和再制造加工技术可以在不改变金属零件表面金属成分的情况下提高零件表面的机械性能。可以在零件上进行类似的熔覆修复,以恢复形态尺寸和性能。一些金属零件的关键零件还可以添加合金或陶瓷材料进行表面改性,从而在耐腐蚀性,耐磨性,高温和疲劳强度方面大大提高了零件的性能。 。激光表面强化与再制造技术特点:无污染,可控性好,热影响区小,组织缺陷少,加工效果好,易于实现自动化。国内外使用的激光表面强化和再制造技术主要有三种:激光淬火,激光再制造(熔覆)和激光合金化。以下是对这三种技术和特点的简要介绍:1.激光淬火技术以高能激光为热源,使金属表面快速冷热,瞬间完成淬火过程,并获得了良好的加工效果。高硬度,超细马氏体组织,并改善表面的硬度和耐磨性,并在表面形成压应力,提高疲劳强度。图2-4显示了几种典型材料的激光淬火层的显微组织和截面硬度分布。图1半导体激光淬火设备及淬火示意图图2 GCr15激光淬火硬度和显微结构光(激光功率2.2kW,速度15mm / s)图342CrMo激光淬火硬度和显微结构光(激光功率2.2kW,速度10mm / s)图47CrSiMnMoV激光淬火硬度和显微照片(激光功率2.2kW,速度10mm / s)激光淬火特性:变形小,形成残余压应力,硬度高,淬火层深度可控,环保(不需要水) ,油和其他淬火液),易于实现自动控制,该过程不需要添加功能性合金材料。 2.激光合金化技术使用高能激光作为热源,将通过喷涂而预制的超细金属或金属陶瓷合金材料辐照在工件表面上,使其能够在高强度的作用下迅速渗透并熔化。能量密度高的激光束,从而改变了工件的表面。组成,以获得致密且高度耐磨的合金层,极大地提高了工件在高温腐蚀条件下的耐磨性。图5-7显示了几种典型的激光合金化材料的显微组织和硬度分布。图545激光合金钢的表面形态和硬度分布。激光合金化的表面Ra为2-4um。硬质合金层HV800-850,层深0.3mm,淬火层深0.5mm。图69CrSi钢激光合金化后的表面形态和硬度分布。激光合金化表面Ra为3-4um,sa合金层硬度为HV900-950,层深0.4mm,淬火层深0.7mm。图7球墨铸铁激光合金化表面Ra的表面形态和硬度分布合金化表面Ra为3-5um,合金层硬度为HV1100-1200,层深度0.5mm,淬火层深度0.6mm,激光合金化特性:性能明显改善,无后续加工需要加工,成本低,变形小,速度快,易于实现自动控制,用于激光合金化层的材料,性能可根据使用需要进行调整,并且加工过程具有很大的可塑性,ich特别适合钢铁行业的热轧卷需求。