激光淬火技术 工程.doc

激光淬火技术 工程 激光淬火的原理 激光淬火主要是用来处理铁基材料，其根本机理是通过高能激光束(103-104W/cm2)扫描工件外表，工件表层材料吸收激光辐射能并转化为热能，然后通过热传导使周围材料温度以极快的速度升高到奥氏体相变温度以上、熔点以下，再通过材料基体的自冷却作用使被加热的表层材料以超过马氏体相变临界冷却速度而快速冷却，从而完成相变硬化， 由于激光淬火过程中很大的过热度和过冷度使得淬硬层的晶粒极细、位错密度极高且在表层形成压应力，进而可以大大提高工件的耐磨性、抗疲劳、耐腐蚀、抗氧化等性能，延长工件的使用寿命 激光淬火的特点 激光淬火技术与其他热处理技术，如高频淬火、渗碳、渗氮等传统工艺相比，具有以下特点 ① 无需使用外加材料，就可以显著改变被处理材料外表的组织结构，大大改善工件的性能激光淬火过程中的急热急冷过程使得淬火后，马氏体晶粒极细、位错密度相对于常规淬火更高，进而大大提高材料性能 ② 处理层和基体结合强度高激光外表处理的改性层和基体材料之间是致密的冶金结合，而且处理层外表也是致密的冶金组织，具有较高的硬度和耐磨性 ② 被处理工件变形极小，适合于高精度零件处理，可作为材料和零件的最后处理工序。

这是由于激光功率密度高，与零件上某点的作用时间很短(0.01-1 s)，故零件的热变形区和整体变化都很小， ④ 加工柔性好，适用面广从而可方便地处理深孔、内孔、盲孔和凹槽等局部区域改性层厚度与激光淬火中工艺参数息息相关，因此可根据需要调整硬化层深浅，一般可达0.1-l mm ⑤工艺简单优越激光外表处理均在大气环境中进行，免除了镀膜工艺中漫长的抽真空时间，没有明显的机械作用力和工具损耗，噪声小、污染小、无公害、劳动条件好激光器配以微机控制系统，很容易实现自动化生`产，易于批量生产, 效率很高，效益显著 激光淬火的应用和研究现状 1965年Kokope发现了45钢激光打孔后可获得极高硬度的马氏体，1971年美国`通用汽车公司首次成功进行了激光热处理实验，到1974年该公司已将激光相变硬化工艺用于实际生产，自此诞生了激光外表处理技术以后激光外表处理成为一种新兴材料外表处理技术，尤其是进入20世纪80年代以后，大功率工业激光器和辅助设备的制造技术日益提高、各种激光外表处理技术逐渐成熟，使得这种技术的工业应用和深入研究日益活泼和广泛在诸多的激光外表处理技术中，激光淬火技术是研究最广泛、工业应用占有比例最大的一种。

激光淬火技术的应用涉及交通运输、纺织机械、重型机械、精密仪器的制造等；处理的零件种类包括汽车、摩托车和轮船等的发动机气缸体(套)内壁、曲轴、凸轮轴、转向器壳体、齿轮、机床导轨、油管螺纹、刀具刃口等，在诸多的应用中，尤以在汽车制造业内的应用最为活泼、创造的经济价值最大在许多汽车关键件上，如缸体、缸套、曲轴、凸轮轴、排气阀、阀座、摇臂、铝活塞环槽等几乎都可以来用激光热处理。