曲軸激光修復(fù)淬火的作用有哪些

發(fā)布時間：

2021-12-06

實踐中發(fā)現(xiàn)，模具失效的主要形式是表面損傷，縮短了模具的使用壽命，極大地影響了模具的經(jīng)濟效益。通常，人們主要從模具材料和表面改性兩個方面來探索提高模具質(zhì)量。國內(nèi)外研究人員在提高模具表面硬度、耐磨性和抗疲勞性方面做了大量的研究，也取得了許多成果。傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)包括滲碳、滲氮、氮碳共滲、噴丸和硬化膜沉淀。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光表面強化技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是曲軸激光修復(fù)淬火硬化技術(shù)在延長模

曲軸激光修復(fù)淬火后，工件表面硬度較高，比常規(guī)淬火高15% ~ 20%?？色@得極細的硬化組織，耐磨性大大提高。而且激光加熱速度快，所以熱影響區(qū)小，變形小，表面光潔度高，可以作為后面的加工工序。激光的主要改性方法有：激光表面淬火、激光表面熔覆、激光表面合金化和激光熔化。激光表面淬火技術(shù)始于20世紀70年代中期。與傳統(tǒng)熱處理曲軸激光修復(fù)淬火技術(shù)相比，具有加工時間短、操作靈活、精度高等優(yōu)點。如今，激光相變技術(shù)在提高金屬材料的表面硬度、耐磨性和疲勞壽命方面已經(jīng)基本成熟，并在機械行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

馬氏體的形成機理與傳統(tǒng)淬火相似，是通過加熱和快速冷卻形成的。然而，曲軸激光修復(fù)淬火的熱循環(huán)過程是不同的。常規(guī)淬火后的組織被冷卻介質(zhì)(水或油)快速冷卻，而曲軸激光修復(fù)淬火是鐵基合金停止激光照射后的“自淬火”，利用金屬自身的熱傳導獲得馬氏體組織。激光硬化(曲軸激光修復(fù)淬火)主要包括CO2激光和YAG激光。

前者多用于大面積黑色金屬零件的表面改性，后者多用于有色金屬或小面積零件的表面改性。它用高能量密度的激光束以非接觸方式掃描待改性部位的金屬表面，使其吸收光能后，溫度以104-105/s的速度瞬間升至奧氏體相變溫度以上和熔點溫度以下，這樣的快速加熱過程有利于奧氏體形核和獲得細小的奧氏體晶粒，然后以大于104/s的冷卻速度通過熱傳遞快速冷卻，由于加熱時間短，冷卻速度過快，奧氏體無法均勻化，導致碳和合金元素分布不均勻。細小奧氏體與奧氏體組織成分的差異有利于獲得細小馬氏體。條狀馬氏體和孿晶馬氏體是曲軸激光修復(fù)淬火后常見的組織，位錯密度較高，一般可達1012 cm2。研究表明，細小的晶粒和較大的位錯密度是獲得超高硬度馬氏體的重要條件。激光相變硬化是一種快速加熱冷卻的加工方法，使工件表面產(chǎn)生很大的壓應(yīng)力，一般可達750 MPa以上，在很大程度上提高了材料的疲勞強度。

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