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激光强化技术在刀具材料改性中的应用

2008-11-05 09:50
FlappyBird
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    切削加工是基本而又常用的精密加工手段,在机械、电机、电子等各种产业部分中都起着重要的作用,决定切削加工效率的因素很多如机床、刀具、工件等,其中刀具是最活跃的因素。而刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面质量的优劣等等,在很大程度上取决于刀具材料的机械性能和加工性能,因此人们不断地研究开发新的刀具材料。但新材料的开发速度常常与现代切削加工生产要求存在一定的差距,如在高速切削300~1000m/min切削钢、 90~200m/min切削钛合金等要达到这样高的切削速度,就要发展具有更加优异的高温力学性能、高化学稳定性和热稳定性及高温热抗振性的刀具材料,加速刀具材料的研究与开发,合理选用刀具材料是推动高速切削技术广泛应用的重要前提。


    
    激光加工激光应用的首要领域,在此领域中激光对物体材料的强化处理占有很重要的位置,特别是对材料表面可进行多种强化处理。


    
    在刀具材料改性中主要应用的是熔化处理,熔化处理是金属材料表面在激光束照射下成为溶化状态,同时迅速凝固,产生新的表面层。根据材料表面组织变化情况,可分为合金化、溶覆、重溶细化、上釉和表面复合化等。激光熔凝是用适当的参数的激光辐照材料表面,使其表面快速熔融、快速冷凝,获得较为细化均质的组织和所需性质的表面改性技术。它具有以下优点:


    
      1.表面熔化时一般不添加任何金属元素,熔凝层与材料基体形成冶金结合。
   
      2.在激光熔凝过程中,可以排除杂质和气体,同时急冷重结晶获得的杂志有较高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性。
   
      3.其熔层薄、热作用区小,对表面粗糙度和工件尺寸影响不大。有时可不再进行后续磨光而直接使用。
   
      4.提高溶质原子在基体中固溶度极限,晶粒及第二相质点超细化,形成亚稳相可获得无扩散的单一晶体结构甚至非晶态,从而使生成的新型合金获得传统方法得不到的优良性能。
   
      5.光束可以通过光路导向,因而可以处理零件特殊位置和形状复杂的表面。

 

(编辑:小曾)

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