重型齒圈激光淬火修復(fù)的強大功效

發(fā)布時間：

2021-11-03

40Cr鋼是廣泛用于重要結(jié)構(gòu)的典型氮化鋼，其中所含元素Cr有利于氮化，經(jīng)氮化處理后可獲得較高的表面硬度。氮化溫度一般為500~600，通常的單純熱處理時間長。科研人員研究表明，重型齒圈激光淬火修復(fù)的表層具有較高的殘余壓縮應(yīng)力，能大大提高零件的疲勞強度，處理層和基體的結(jié)合強度也較高，那么下面一起了解下重型齒圈激光淬火修復(fù)的強大功效吧!

通過觀察金相組織、測量表面硬度和滲透層深度、檢測耐蝕性等方法，研究了真空淬火預(yù)處理對40Cr鋼離子碳氮氧化硫共滲層組織和性能的影響。結(jié)果表明，激光淬火預(yù)處理縮短了離子化碳-氮-氧-硫共滲時間，降低了共滲溫度。

重型齒圈激光淬火修復(fù)預(yù)處理可以提高共滲工件的表面硬度和滲層深度，激光淬火/離子多元共滲處理后，40Cr鋼表面的-Fe2-3N相與FeS含量增多，F(xiàn)e3C含量減少，可以明顯改善其耐蝕性。

重型齒圈激光淬火修復(fù)細化了材料內(nèi)部組織的晶粒，增大了位錯密度，增加了晶界的數(shù)量，為氮原子的擴散提供了更多的擴散途徑。離子沖擊具有凈化表面的作用，可以去除工件表面的鈍化膜，可以直接氮化耐磨板、耐熱鋼工件，可以控制滲透層的厚度和組織。

重型齒圈激光淬火修復(fù)技術(shù)是用聚焦的激光束快速加熱鋼鐵材料表面，使其相變，形成馬氏體淬火層的過程。激光淬火功率密度高、冷卻速度快，不需要水、油等冷卻介質(zhì)，是一種清潔快速的淬火工藝。

重型齒圈激光淬火修復(fù)與感應(yīng)淬火、火焰淬火、滲碳淬火工藝相比，激光淬火硬化層均勻、硬度高，一般比感應(yīng)淬火高1-3HRC。由于工件變形小，加熱層深度和加熱軌跡容易控制，容易自動化，不需要像感應(yīng)淬火那樣按零件尺寸設(shè)計感應(yīng)線圈，也不需要大型零件的加工受到滲碳淬火等化學(xué)熱處理時爐膛尺寸的限制，因此在許多工業(yè)領(lǐng)域逐漸變得特別重要激光淬火層的深度因零件的成分、尺寸和形狀以及激光工藝的參數(shù)而異，通常在0.3-2.0mm的范圍內(nèi)。

對大型齒輪齒面、大型軸類零件的軸頸進行淬火后，表面粗糙度基本不變，無需后續(xù)機械加工即可滿足實際情況的需要。

重型齒圈激光淬火修復(fù)技術(shù)是用激光束將基材表面加熱到熔融溫度以上，通過基材內(nèi)部的熱傳導(dǎo)冷卻使熔融層表面迅速冷卻，從而使結(jié)晶凝固的工藝。得到的熔融凝固淬火組織非常致密，沿深度方向的組織依次為熔融-凝固層、相變硬化層、熱影響區(qū)和基材。激光凝固層比激光淬火層硬化深度深、硬度高、耐磨性也好。該技術(shù)的缺點是，工件表面的粗糙度在一定程度上被破壞，需要之后的機械加工才能恢復(fù)。為了降低激光凝固處理后零件表面的粗糙度，降低后續(xù)的加工量，可以制備專用的激光凝固淬火涂料，大大降低凝固層的表面粗糙度。

目前進行重型齒圈激光淬火修復(fù)的冶金行業(yè)各種材料軋輥等工件，表面粗糙度接近激光淬火的水平。激光淬火成功地強化了冶金行業(yè)、機械行業(yè)、石油化工行業(yè)的易損件表面，特別是在提高軋輥、導(dǎo)軌、齒輪、剪刀等易損件的壽命方面，效果顯著，取得了較大的經(jīng)濟效益和社會效益。近年來，在模具、齒輪等零件的表面強化中也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

研究表明，離子多元共滲處理比簡單滲氮處理更能縮短時間，提高材料表面的耐磨性和耐腐蝕性。為了進一步提高40Cr鋼表面的強度和耐腐蝕性，縮短氮化時間。

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