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激光熔覆的熱處理

作者:網(wǎng)站管理員     發(fā)布時(shí)間:2020-08-17      瀏覽次數(shù):次


在本系列的最后幾篇文章中,,我們已經(jīng)介紹了激光熔覆使用中的一些關(guān)鍵領(lǐng)域。現(xiàn)在我們考慮的另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是:熱處理,。它用于硬化機(jī)器部件,,工具以及配件和器皿,也用于軟化高強(qiáng)度材料,。 金屬的熱處理,,例如鋼的硬化,是最古老的工業(yè)過程之一,。它的起源可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代,。即使采用當(dāng)今的激光熱處理,仍要追求經(jīng)典的目標(biāo):通過將熱量專門引入定義的表面積,,材料的性能得以改變,,并且部件受到磨損和腐蝕的保護(hù),。


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硬化組件

激光熔覆特別適合于鋼部件的表面硬化。激光束將工件的近表面區(qū)域加熱到900至1500°C,,并引起原始鐵素體鋼結(jié)構(gòu)的熱誘導(dǎo)奧氏體化,。如果射流隨后繼續(xù)移動(dòng),則材料會在加工點(diǎn)迅速冷卻(自威懾),,并形成堅(jiān)硬的馬氏體,。由于多種原因,使用激光比使用感應(yīng)線圈或氣體火焰可以更有效地實(shí)施此過程,。首先,,由于物理原因,材料加熱的速度比其他過程快,。其次,,與硬化有關(guān)的區(qū)域可以被更選擇性地處理,即,,僅局部工件的輸入可以加熱工件的某些部分,。第三,可以使用帶有集成高溫計(jì)或熱像儀的特殊光束整形光學(xué)器件對熱量輸入進(jìn)行精確計(jì)量,,尤其是要考慮到一個(gè)組件和同一組件中的不同散熱量,。這些特性使激光熔覆非常適合處理幾何復(fù)雜的結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)在某些區(qū)域需要硬化,,而在其他區(qū)域則需要保持其延展性,。這些工藝優(yōu)勢還可以節(jié)省成本:由于材料的變形小和自震性好,通常沒有或只有很小的措施來補(bǔ)償翹曲和冷卻,。這最終反映在所需的時(shí)間和材料上,。至少要考慮到一個(gè)組件和同一組件中的不同散熱。這些特性使激光熔覆非常適合處理幾何復(fù)雜的結(jié)構(gòu),,這些結(jié)構(gòu)在某些區(qū)域需要硬化,,而在其他區(qū)域則需要保持其延展性。這些工藝優(yōu)勢還可以節(jié)省成本:由于材料的變形小和自震性好,,通常沒有或只有很小的措施來補(bǔ)償翹曲和冷卻,。這最終反映在所需的時(shí)間和材料上,。至少要考慮到一個(gè)組件和同一組件中的不同散熱,。這些特性使激光熔覆非常適合處理幾何復(fù)雜的結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)在某些區(qū)域需要硬化,,而在其他區(qū)域則需要保持其延展性,。這些工藝優(yōu)勢還可以節(jié)省成本:由于材料的變形小和自震性好,通常沒有或只有很小的措施來補(bǔ)償翹曲和冷卻,。這最終反映在所需的時(shí)間和材料上,。然而,,在另一些國家,他們必須保持自己的延展性,。這些工藝優(yōu)勢還可以節(jié)省成本:由于材料的變形小和自震性好,,通常沒有或只有很小的措施來補(bǔ)償翹曲和冷卻。這最終反映在所需的時(shí)間和材料上,。然而,,在另一些國家,他們必須保持自己的延展性,。這些工藝優(yōu)勢還可以節(jié)省成本:由于材料的變形小和自震性好,,通常沒有或只有很小的措施來補(bǔ)償翹曲和冷卻。這最終反映在所需的時(shí)間和材料上,。


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激光熔覆在哪里用于硬化,?

承受磨損或周期性負(fù)載的組件(例如凸輪軸)特別要進(jìn)行處理。在每臺汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中,,鋼都會在那里摩擦—接觸區(qū)域因此必須硬化,,否則很難想象零件會持久。對于這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu),,誘導(dǎo)過程不會走太遠(yuǎn)?,F(xiàn)代凸輪軸的結(jié)構(gòu)(帶有多個(gè)凸輪軌道和用于關(guān)閉氣缸或改變發(fā)動(dòng)機(jī)控制的換檔滑門)需要精確的表面硬化,而這只有使用激光熔覆才能實(shí)現(xiàn),。最古老的淬火廠已經(jīng)在這里運(yùn)營了10至15年,。由于激光束源的價(jià)格多年來一直在持續(xù)下降。


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材料軟化

用激光熔覆進(jìn)行的熱處理不僅可以實(shí)現(xiàn)硬化,,而且可以實(shí)現(xiàn)完全相反的目的,,即材料的軟化。在此,,固化的結(jié)構(gòu)在某些區(qū)域中通過加熱而軟化(“回火”),,或者例如通過奧氏體化和隨后的緩慢冷卻而轉(zhuǎn)變成鐵素體-珠光體結(jié)構(gòu)。結(jié)果是片材更容易變形并且可以被更好地焊接或形成,。同樣,,與其他方法(例如感應(yīng),氣體火焰或紅外發(fā)射器)相比,,激光熔覆是更好的工具,。一方面,材料處理(例如硬化)極其靈活和精確,,另一方面,,在處理過的材料和未處理過的材料之間創(chuàng)建的過渡區(qū)比其他技術(shù)要小。
在哪里使用軟化劑,?

該應(yīng)用程序?qū)嶋H上可以挽救生命:在車身修理廠中,,在經(jīng)過沖壓硬化的高強(qiáng)度區(qū)域上創(chuàng)建了激光變形區(qū)域,,該區(qū)域在發(fā)生碰撞時(shí)吸收沖擊能量,從而保護(hù)了人體,。這種靈活的材料加工可在其他區(qū)域保持鋼材的全部強(qiáng)度,。另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是深沖,其中毛坯在壓制之前在預(yù)期的彎曲區(qū)域內(nèi)軟化,,以避免在成型過程中出現(xiàn)裂紋或破裂,。
順便提及,激光熔覆也可以用于干燥印刷油墨,。在所謂的分離中,,墨水層被激光束加熱并由于粘度增加而更快地被基底吸收。激光的模塊化和緊湊型組件可以直接集成到膠印機(jī)系統(tǒng)中,。
它清楚地說明了為什么熱處理是激光熔覆的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一-在這里,,它們僅僅領(lǐng)先于其他工藝。由于有針對性的加熱,,與感應(yīng),,氣體火焰和紅外加熱器相比,激光更靈活,,更精確,,甚至更經(jīng)濟(jì)。但這還不是全部:通用工具激光熔覆也可以用于焊接,。我們將在下一篇博客文章中對此進(jìn)行更多解釋,。