激光淬硬層的深度依照零件成分、尺寸與形狀以及激光工藝參數的不同,一般在0.3~2.0mm范圍之間。對大型齒輪的齒面、大型軸類零件的軸頸進行淬火,表面粗糙度基本不變,不需要后續機械加工就可以滿足實際工況的需求。
激光淬火現已成功地應用到冶金行業、機械行業、石油化工行業中易損件的表面強化,特別是在提高軋輥、導衛、齒輪、剪刃等易損件的使用壽命方面,效果顯著,取得了很大的經濟效益與社會效益。近年來在模具、齒輪等零部件表面強化方面也得到越來越廣泛的應用。
激光淬火技術可對各種導軌、大型齒輪、軸頸、汽缸內壁、模具、減振器、摩擦輪、軋輥、滾輪零件進行表面強化。適用材料為中、高碳鋼,鑄鐵。
激光器
用于激光淬火的設備 [2] 有半導體光纖輸出激光器,光纖激光器,全固態激光器,其中半導體光纖輸出激光器在淬火領域應用廣。
激光器的選用要考慮以下幾方面內容:
1. 激光器輸出好的光束質量,電光轉換率,光纖數值孔徑,以及模式及模的穩定性。
2. 激光器輸出功率穩定性。
3. 激光器應具有高的可靠性,應能滿足工業加工環境下的連續工作。
4. 激光器本身應具有良好的維護性,有故障診斷和連鎖功能;
5. 操作簡單方便。
6. 設備銷售廠商的經濟和技術能力,可信程度。一定要避免因小失大。
7. 設備易損件補充來源是否有保障,供應渠道是否暢通。
為了使此項技術能在工業中得到廣泛應用,在研制性能可靠的工業用大功率激光器的同時,進行齒輪激光表面處理系統的研制和開發,激光處理實現工藝參數的計算機自動優化、處理過程的計算機仿真模擬和實時監控,以及熱處理后表面組織結構和性能的計算機預測,做到齒輪激光淬火過程的易操作性,實現復雜形狀和人工智能化的表面處理.
采用激光淬火工藝,對經過切削加工好的構件進行淬硬時產生的局部淬火變形是很小的,由此可使后續加工減少到低程度或者完全免去這種加工,從而使模具在淬硬后可立即投入生產應用。激光束淬火設備可以擴展為激光粉末堆焊和激光焊絲堆焊。