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齒輪的激光淬火技術應用
我國從20世紀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備,通過多年的發(fā)展和成功實踐,克服了傳統(tǒng)熱處理的一些缺點,達到齒輪成本與表面、微畸變的,現(xiàn)已成為一項實用并極有發(fā)展前景的新型表面強化技術。
(1)齒輪激光設備
橫流CO2激光器1臺,專用配套冷水機組1套,數(shù)控加工機床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應用實例。
實例 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在機床零件上的應用,看起來復雜,其實只要認真讀下來還是蠻好懂的。大家說是不是呢。隨著激光淬火技術應用于數(shù)控機床,相關的技術也愈發(fā)完善,相信將來還會使我們的生活更進一步。
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,不足以使整個機體變形,這就是所謂激光熔覆不變形的原因(所以當機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化方面也得到越來越廣泛的應用。特別是在基體與焊材機械性能相差較大時,傾向更嚴重,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)和厚度設計。
激光沖擊強化
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,而是利用激光誘導等離子體沖擊波產(chǎn)生的力學效應來改善材料表面組織和性能的。
優(yōu)勢
① 激光沖擊強化能有效地保護被處理試樣表面;
② 激光沖擊強化處理具有可疊加性;
③ 激光沖擊強化可獲得特別高的沖擊力,產(chǎn)生很深的強化層;
④ 激光沖擊強化可在室溫、空氣條件下進行,工藝過程清潔、無污染,是一種綠色、環(huán)保的表面強化方法,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行局部強化處理;
⑤ 激光便于聚焦和傳播,激光沖擊加工柔性更好,在常規(guī)方法無法進入的局部表面或不規(guī)則復雜空間的強化處理方面,具有明顯的優(yōu)勢,而且激光沖擊強化的控制參數(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,便于實現(xiàn)自動化生產(chǎn);
⑥ 與傳統(tǒng)機械噴丸相比,激光沖擊處理獲得的材料表面殘余應力深度可達1 mm,約為機械噴丸的2~5倍,而其加工硬化程度明顯低于機械噴丸處理;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械噴丸處理;
特點
① 超高壓,沖擊波峰壓達到數(shù)萬個大氣壓;
② 超快,塑性變形時間僅僅幾十ns;
③ 超高應變率,達到107s-1,比機械噴丸強化高萬倍。