模具激光淬火

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模具激光淬火

模具是在外力作用下使坯料成為有特定形狀和尺寸的制件的工具。廣泛用于沖裁、模鍛、冷鐓、擠壓、粉末冶金件壓制、壓力鑄造，以及工程塑料、橡膠、陶瓷等制品的壓塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的輪廓或內(nèi)腔形狀，應用具有刃口的輪廓形狀可以使坯料按輪廓線形狀發(fā)生分離(沖裁)。應用內(nèi)腔形狀可使坯料獲得相應的立體形狀。模具一般包括動模和定模(或凸模和凹模)兩個部分，二者可分可合。分開時取出制件，合攏時使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，形狀復雜，承受胚料的脹力，對結(jié)構(gòu)強度、剛度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有較高要求，模具生產(chǎn)的發(fā)展水平是機械制造水平的重要標志之一。汽車外殼模具以沖裁壓制，在關(guān)鍵部位承受高度壓力、拉力、摩擦力。既要保證模具芯部的韌性和強度又要保證關(guān)鍵部位的硬度及耐磨性，所以就要采用局部淬火的辦法來提高局部使用要求。一般模具的精度要求較高，采用普通的淬火方法會產(chǎn)生變形大、有硬度但不夠耐磨等缺陷。

激光獨具高亮的單色性、相干性、方向性和亮度，是一種聚焦性好、功率密度高、易于控制、能在大氣中遠距離傳輸?shù)臒嵩?。通過激光表面處理的產(chǎn)品其主要特點是：硬度高、效率高、質(zhì)量好，可以達到常規(guī)技術(shù)無法達到的高耐磨性、高強度、高耐腐蝕性、高紅硬性等性能，實現(xiàn)常規(guī)方法無法實現(xiàn)的熱處理或修復手段(復雜零件選擇性加工、符合處理等)，經(jīng)過多年的實際應用，激光加工技術(shù)正在逐步向產(chǎn)業(yè)化邁進，愈來愈多的行業(yè)已經(jīng)從激光加工技術(shù)的應用上得到明顯性能優(yōu)勢的提升，意識到她不可替代的優(yōu)點。激光技術(shù)必將成為未來重要的支柱產(chǎn)業(yè)和技術(shù)手段。

激光表面熱處理技術(shù)(激光淬火、激光熔凝)：

激光表面熱處理技術(shù)包含激光相變硬化(淬火)、激光熔凝，是利用聚焦后高能量(104~105W/c㎡)的激光束由激光加工系統(tǒng)在數(shù)控控制下，對金屬表面指定部位以106℃/s的加熱速度作用于材料表面，使激光作用區(qū)溫度急劇上升加熱到相變點以上形成奧氏體，或表面熔化形成熔凝狀態(tài)。并利用材料自身的自冷作用使其迅速發(fā)生相變，形成馬氏體淬硬層的過程。

激光淬火處理特點：

1.激光相變硬化的硬度一般要比常規(guī)淬火方法得到的高15%左右。

2.由于激光表面處理的加熱和冷卻速度比較快，熱影響區(qū)很小，所以激光熱處理前后工件的變形幾乎可以忽略，適合高精度要求的零件表面處理。

3.激光表面處理后硬度層的深度依照零件材料成分、尺寸與形狀以及激光工藝參數(shù)的不同，一般在0.3～1.5mm范圍之間。激光熔凝處理時硬度層深度可達1.5-2mm。

4.對表面粗糙度要求高的齒輪、大型軸類零件、模具、刀片、軸承座、閥門進行激光表面處理，表面粗糙度基本不變，不需要后續(xù)機械加工就可以滿足實際工況的需求。

5.激光表面熱處理通過數(shù)控精確控制激光加工軌跡，可以對任意尺寸的工件局部表面處理。

6.由于激光處理后組織位錯密度高，淬火層為細針狀馬氏體，激光加熱區(qū)與基體的過渡層很窄，不影響處理部位以外的基體組織和性能。淬火層具有很高硬度的同時又具有一定的韌性，這是其它表面熱處理方式很難實現(xiàn)的，得到了耐磨性與韌性的完美結(jié)合。

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