影响激光表面淬火的几大原因
激光表面淬火工艺参数采用激光相变淬火硬化,简单聚焦为新月形,宽带扫描为平顶月形。由于中心温度高,冷却速度高zui慢;当激光功率过大时,会在这里熔化,也就是说,使用TEM当00模热源进行激光相变淬火时,就会发生A.B部分硬化,C部分硬化不足。这是因为C部分开始冷却时的温度zui而且冷却速度慢,所以珠光体相变开始后,C零件硬化足够大。这种现象与传统淬火中表面冷却速度快、内部冷却速度慢的冷却规律相反。另一方面,由于激光加热到相变温度的时间非常短,加热温度梯度非常大,因此在激光加热区域的不同部位,即奥氏体的化学成分非常不均匀。
激光相变樱花的工艺参数主要包括激光功率密度(根据激光输出功率和焦点尺寸).扫描速度和离焦。
除上述主要激光工艺参数外,考虑到金属材料对红外激光的高反射率,在激光硬化之前,红外激光反射率必须很高。因此,在进行激光相变硬化之前,必须对材料进行预处理,以提高材料对激光的吸收率。
常用的工件预处理(或黑化处理)方法如下:
(1)20世纪80年代初国内外激光相变硬化的磷化法zui常用的预处理方法之一。它通过磷化处理在工件表面形成磷化膜,如磷酸锰、磷酸锌等磷化膜,以及磷酸锰zui更多。磷化后,材料表面吸收率在80%以上。然而,磷化处理往往会导致激光淬火后材料表面出现裂纹,因此这种方法正在以其他方式逐渐被取代。
(2)近年来美国使用黑漆法zui多得是一种牌号krylon1602黑漆,主要由石墨粉、碳酸钠或硅酸钾组成,可采用喷涂法处理。类似美国黑漆的产品也在中国市场上销售。
(3)碳石墨(碳石墨)|+在小批量激光相变淬火实验中,石墨粉法通常采用碳素石墨法,既经济又方便,而且效果良好。
(4)SIO20世纪90年代在法国开发了一种二型涂料SIO2.可喷涂材料为主要成分,主要成分为200-300目精致石英分。其中,涂层被认为在激光辐射下变成液体,在激光辐射下均匀覆盖金属表面,冷却后形成固体薄膜。
此外,日本佳友公司还开设了一家公司Nexte101涂料,对CO2激光吸收率可达90%-95%,其主要成分也是SIO2.
激光淬火后材料的硬度和深度以及性能都会受到激光淬火工艺参数的直接影响。
随着扫描速度的加快,淬火深度和宽度会降低;随着扫描速度的减慢,淬火深度和宽度会增加,但此时悬挂式淬火的硬度会降低。特别值得注意的是,扫描速度太慢。激光处理钢时,钢表面容易熔化变脆。
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