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激光热处理促进激光加工产业化

导读: 激光技术是本世纪60年代初诞生,而且发展极为迅速的一门高新技术。它的发展与渗透,带动了其它学科和技术的发展,激光技术已成为本世纪高新技术产业的主要支柱之一。

  激光技术是本世纪60年代初诞生,而且发展极为迅速的一门高新技术。它的发展与渗透,带动了其它学科和技术的发展,激光技术已成为本世纪高新技术产业的主要支柱之一。激光加工技术是激光技术在工业中的主要应用,激光加工技术加速了对传统加工工业的改造,提供了现代工业加工技术的新手段,影响很大。激光加工是指用高功率激光束对工业用零部件进行切割、热处理、焊接、打孔等等,与传统加工方法相比,激光加工的特点是: 激光束能量高度集中,加工区域小,因而热变形小,加工质量高、精度高,加工件不受尺寸、形状限制,不需冷却介质,而且无污染,噪声小,劳动强度低,效率高。激光加工技术的产业化正在我国兴起。

  一、激光热处理技术的特点

  激光热处理是利用高功率密度的激光束对金属进行表面处理的方法,它可以对材料实现相变硬化(或称做表面淬火、表面非晶化、表面重熔粹火)、表面合金化等表面改性处理,产生用其它表面淬火达不到的表面成分、组织、性能的改变。

  激光具有单色性、相干性、方向性和高能量密度四大特点,因此,其穿透能力极强。激光的穿透能力是由其能量大孝功率密度强弱、时间长短而决定。当功率密度为103W/CM2~ 107W/CM2时,以103℃/s~107℃/s加热速度把金属表面加热到仅低于熔点的临界转变温度,其表面迅速奥氏体化,然后急速自冷淬火,冷却速度可达1.7×104℃/s,金属表面迅速被强化,这就是激光相变硬化。

  激光热处理的显著特点是:具有高速加热,高速冷却,获得的组织细密、硬度高、耐磨性能好;淬火部位可获得大于400kgf/mm2的残余压应力,有助于提高疲劳性能;还可以进行局部选择性淬火,通过对多光斑尺寸的控制,更适合其它热处理方法无法胜任的管孔、深沟、微区、夹角和刀具刃口等局部区域的硬化;激光可以远距离传送,可以实现一台激光器多工作台同时使用,采用计算机编程实现对激光热处理工艺过程的控制和管理,实现生产过程的自动化。

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