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齒輪的激光淬火技術(shù)應(yīng)用
我國從20世紀(jì)80年代就開始齒輪激光淬火的研究,同時研制出了多種激光淬火設(shè)備,通過多年的發(fā)展和成功實(shí)踐,克服了傳統(tǒng)熱處理的一些缺點(diǎn),達(dá)到齒輪成本與表面、微畸變的,現(xiàn)已成為一項(xiàng)實(shí)用并極有發(fā)展前景的新型表面強(qiáng)化技術(shù)。
(1)齒輪激光設(shè)備
橫流CO2激光器1臺,專用配套冷水機(jī)組1套,數(shù)控加工機(jī)床1臺,光路系統(tǒng)1套。圖10為齒輪激光淬火。
(2)齒輪的激光淬火技術(shù)應(yīng)用實(shí)例。
實(shí)例 齒輪,材料為30CrMnTi鋼,齒面激光淬火后要求:齒面畸變小,表面光潔,不需磨齒。
以上就是激光淬火技術(shù)在機(jī)床零件上的應(yīng)用,看起來復(fù)雜,其實(shí)只要認(rèn)真讀下來還是蠻好懂的。大家說是不是呢。隨著激光淬火技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床,相關(guān)的技術(shù)也愈發(fā)完善,相信將來還會使我們的生活更進(jìn)一步。
激光焊接(熔覆)變形小
主要是熔鑄區(qū)域小,過渡區(qū)域小,收縮量小。那么材料在收縮過程中所產(chǎn)生的收縮力,不足以使整個機(jī)體變形,這就是所謂激光熔覆不變形的原因(所以當(dāng)機(jī)體尺寸過小時同樣會產(chǎn)生變形),這也是激光焊接(熔覆)的優(yōu)勢。
那么,這種焊接應(yīng)力到哪里去了呢?它主要是釋放到熔鑄區(qū)域和過渡區(qū)域了。那么,這就產(chǎn)生了兩個問題:
一是熔鑄區(qū)容易產(chǎn)生裂紋,所以,激光熔覆對材料的延展性要求比較高,如鎳基粉末;
二是過渡區(qū)應(yīng)力大,由于激光焊接過程中加熱快冷卻快,產(chǎn)生的過渡區(qū)尺寸過小,造成這一區(qū)域應(yīng)力集中,這就影響了激光焊接(熔覆)的結(jié)合效果。近年來在模具、齒輪等零部件表面強(qiáng)化方面也得到越來越廣泛的應(yīng)用。特別是在基體與焊材機(jī)械性能相差較大時,傾向更嚴(yán)重,甚至產(chǎn)生脫落現(xiàn)象,這就要求在激光熔覆時,格外注意過渡層的材質(zhì)和厚度設(shè)計(jì)。
激光沖擊強(qiáng)化
概念
不同于一般的激光加工,不是利用激光產(chǎn)生的熱效應(yīng),而是利用激光誘導(dǎo)等離子體沖擊波產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)來改善材料表面組織和性能的。
優(yōu)勢
① 激光沖擊強(qiáng)化能有效地保護(hù)被處理試樣表面;
② 激光沖擊強(qiáng)化處理具有可疊加性;
③ 激光沖擊強(qiáng)化可獲得特別高的沖擊力,產(chǎn)生很深的強(qiáng)化層;
④ 激光沖擊強(qiáng)化可在室溫、空氣條件下進(jìn)行,工藝過程清潔、無污染,是一種綠色、環(huán)保的表面強(qiáng)化方法,并且處理后試樣表面的光潔度較高,特別適合對表面質(zhì)量要求較高的試樣進(jìn)行局部強(qiáng)化處理;
⑤ 激光便于聚焦和傳播,激光沖擊加工柔性更好,在常規(guī)方法無法進(jìn)入的局部表面或不規(guī)則復(fù)雜空間的強(qiáng)化處理方面,具有明顯的優(yōu)勢,而且激光沖擊強(qiáng)化的控制參數(shù)較少(激光功率密度、激光光斑尺寸、激光脈沖持續(xù)時間),易于和控制,便于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn);
⑥ 與傳統(tǒng)機(jī)械噴丸相比,激光沖擊處理獲得的材料表面殘余應(yīng)力深度可達(dá)1 mm,約為機(jī)械噴丸的2~5倍,而其加工硬化程度明顯低于機(jī)械噴丸處理;同時可保留較好的表面形貌,激光沖擊處理后的表面不平度明顯低于機(jī)械噴丸處理;
特點(diǎn)
① 超高壓,沖擊波峰壓達(dá)到數(shù)萬個大氣壓;
② 超快,塑性變形時間僅僅幾十ns;
③ 超高應(yīng)變率,達(dá)到107s-1,比機(jī)械噴丸強(qiáng)化高萬倍。