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板材激光切割机的表面热处理

激光表面淬火是以激光作为人员的表面热处理,其硬化机理是:当采用激光扫描零件表面时,激光能量被零件表面吸收后迅速达到极高的温度(升温速度可达1000-10000000度/秒),此时工件内部仍处于冷态;随着激光束离开零件表面,由于热传导作用,表面能量迅速向内部传递,使表层以极高的冷区速度(可达1000000度/秒)冷却,故可进行自身淬火,实现工件表面相变硬化。

根据上述激光表面淬火机理,激光表面淬火必须满足两个必要条件;

1激光对某种材料加热后达到温度Tmax(0,t)必须在这种材料的相变温度以上,且必须控制在材料的熔点以下。

2.必须在相变点A1处以高于临界冷却速度冷却。根据第一个条件进行分析,可以得到以激光功率密度和工件进给速度为参数的温度曲线。从图中可以看到,能实现激光淬火的部分近视A1线以上的部分,而且激光功率密度较低,与进给速度变化相对应的温度变化越大。

如果进给速度越慢,则材料停留在激光照射区的时间越长。另一方面,当使用比临界冷却速度还要快的速度越慢,则材料停留在激光照射区的时间越长,另一方面,当使用比临界冷却速度还要快的速度冷却时,能够实现深层的激光淬火。

值得注意的是,在进行激光淬火时,Fe-Fe3C仍然是很重要的理论依据。

根据激光表面淬火机理,结合常规淬火原理作连续冷却转变曲线。假如激光将奥氏体从M点加热急冷后保持常温,在Ms线以上时奥氏体,从那开始发生共析转变,并产生马氏体,到Mf线完成相变过程。

一般来说,想变得温度范围在50-200度,其数值与加热速度,钢的化学成分和原始组织有关。例如亚共析钢,其常规加热温度通常只允许在Ac3(Ac3为亚共析钢的临界转变温度)以上20-40度,而激光相变淬火是,为了获得较深的淬硬深度的,允许表面加热温度更高些,原则上他的zui高加热温度可高到表面不产生熔化时的临界温度,之所以如此,是因为整个的激光加热相变过程几乎在极短的时间间隔内完成,这是除相变点大大上移外,材料在更高温度下几乎不会出现明显的晶粒长大现象,既不会因过热而使随后的激光淬火组织性能变坏,因此激光表面相变的加热温度范围可以宽的多。

奥氏体加热温度范围越宽的钢,其激光表面固态相变硬化处理的温度越易控制,工艺参数的实现越容易。通常碳钢激光相变硬化的加热温度范围在900-1200度,这时零件的表面粗糙度不会改啊变暗;零件的zui大淬火层为从zui表面的1200度至内部深处的900度这一深度范围。

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