激光淬火又稱為激光表面熱處理,是一種表面改性工藝,用于增強部件的耐磨性以延長其壽命,常用于鋼和鑄鐵材料。激光器通過受控的局部加熱使材料溫度以極快的速度升高到奧氏體相變溫度以上、熔點以下,利用材料基體的自冷卻作用使被加熱的表層快速冷卻,完成淬火過程,得到高硬度、超細致的馬氏體組織,提高表面的硬度及耐磨性,并且在表面形成壓應力,提高疲勞強度。
場景一:模具激光淬火
利用現代激光技術強化模具表面,提高模具硬度,延長模具的使用時間。
汽車大型覆蓋件模具一般由合金鑄鐵制造。合金鑄鐵的特性不宜進行整體熱處理,傳統工藝采用火焰淬火,淬火硬度一般為40~50HRC。利用激光淬火技術,使用離線編程、示教編程和專家編程等方法,完成復雜形狀零件的三維軌跡規劃、編程以及運動程序的生成。模具表面硬度可提高到55~65HRC,硬化層有效深度為0.5~0.7mm,模具耐磨性大大提高,零件拉傷問題得到有效控制,模具在線維修率控制在4%以下。不需對拉深模進行大面積推磨,只需要進行簡單維護保養。
拉延模淬火區域由于淬火區域大,常規的火焰淬火或感應淬火使工件產生較大的熱變形,無法保證模具精度,需要增加其它工藝手段,硬度不穩定,加工周期長。采用激光淬火方式,工件變形極小,甚至無變形,不需增加其它工藝手段即可達到質量要求。
汽車模具上的鑲件表面淬火,主要指切邊模的切邊鑲件刃口淬火和整形模的整形鑲件整形部位淬火。
常規火焰淬火后鑲件變形大,需進行淬火后的去變形二次加工,工件制作周期長,淬火硬度難控制。特別是整形鑲件,由于需要對整形面進行淬火,淬火面積大,極易產生回火的情況,從而導致型面硬度不合格。經過研究和實踐,我們發現激光淬火可以有效地控制鑲件變形和硬度不合格的問題。鑲件采用激光淬火后硬度穩定、變形很小,實現了精加工后淬火的制造工藝,有效提升了加工效率,節約了加工成本。
場景二:鉆桿螺紋激光淬火
山東雷石通過對激光光束鏡片、激光處理介質、加工工藝等進行了無數次實驗,掌握了螺紋激光淬火技術,并對不同管徑的螺紋進行廣泛的淬火工藝推廣。
激光淬火工藝升溫快、冷卻快,對要求變形量小的螺紋表面處理后可直接使用。硬化層深度控制在牙頂0.4-0.8mm,牙底0.1-0.4mm。激光表面淬火后螺紋表面組織晶粒度超細化,耐磨性能提高2-3倍,機械強度能滿足大扭矩、長距離鉆進的施工需求,壽命大大提高。
≡ 激光淬火速度快、熱影響區小、零件變形極小
≡ 淬火硬度高于常規方法,淬火組織細密、強韌性好
≡ 對局部、溝、槽等部位定位精確,可對傳統不易實現的特殊工件進行淬火
≡ 清潔高效無污染綠色環保(無需水、油等淬火液)
≡ 形成殘余壓應力,可以顯著提高工件表面硬度、耐磨性、耐蝕性