Čo je laserové vytvrdzovanie povrchu?
Laserové kalenie povrchu využíva laser na zahriatie materiálu nad jeho bod fázového prechodu, čo vedie k premene austenitu na martenzit a spevneniu povrchového materiálu.
Výhody laserového povrchového kalenia
Laserové kalenie má vysokú hustotu výkonu, rýchlu rýchlosť chladenia a nevyžaduje chladiace médiá, ako je voda alebo olej. Je to čistý a rýchly proces vytvrdzovania. V porovnaní s procesmi indukčného kalenia, kalenia plameňom a nauhličovania má kalenie laserom rovnomernú kaliacu vrstvu, vysokú tvrdosť (vo všeobecnosti o 1-3 HRC vyššiu ako indukčné kalenie), malú deformáciu obrobku, jednoduché ovládanie hĺbky ohrievacej vrstvy a trajektórie ohrevu a jednoduchá automatizácia. Nevyžaduje konštrukciu zodpovedajúcich indukčných cievok podľa rôznych veľkostí dielov, ako je indukčné kalenie, a spracovanie veľkých dielov nemusí byť obmedzené veľkosťou pece počas chemického tepelného spracovania, ako je kalenie pri nauhličovaní. Preto sa v mnohých priemyselných oblastiach postupne nahrádzajú tradičné procesy ako indukčné kalenie a chemické tepelné spracovanie. Zvlášť dôležité je, že deformácia obrobku pred a po kalení laserom môže byť takmer zanedbateľná, čo ho robí obzvlášť vhodným na povrchovú úpravu vysoko presných dielov.
V porovnaní s inými technológiami povrchového tepelného spracovania, ako je vysokofrekvenčné kalenie, nauhličovanie, nitridácia atď., má kalenie povrchu laserom jedinečné výhody:
1. Proces kalenia je kontrolovateľný: môže byť importovaný do trajektórie kalenia prostredníctvom matematického modelovania a teplota a kvalita kalenia môžu byť presne kontrolované v uzavretej slučke. Laserové kalenie je možné aplikovať na veľké a zložité zakrivené obrobky, ako sú formy, hriadele a vnútorné otvory obrobkov.
2. Spracovanie lokálneho výberu: Presná kontrola polohy, plochy, tvrdosti a rovnomernosti pevnosti vytvrdenej vrstvy.
3. Vynikajúce vlastnosti povrchu: Vytvrdená mikroštruktúra h1 má extrémne jemné martenzitické zrná, vysokú hustotu dislokácií a výrazne zlepšenú odolnosť proti opotrebeniu povrchu a odolnosť proti priľnavosti.
4. Malá tepelne ovplyvnená zóna: Laserové povrchové kalenie je extrémne horúce a rýchlo ochladzované, čím sa proces kalenia dokončí vo veľmi krátkom čase, s nízkym vytvrdzovacím napätím a deformáciou.
5. Vysoká tvrdosť: Tvrdosť vytvrdenej vrstvy je vyššia ako pri tradičnom vytvrdzovaní a odolnosť proti opotrebeniu je dvojnásobná.
Aplikácie laserového povrchového kalenia
Laserové kalenie sa úspešne používa na spevnenie povrchu zraniteľných častí v metalurgickom, strojárskom a petrochemickom priemysle, najmä pri zlepšovaní životnosti zraniteľných častí, ako sú valčeky, vodidlá, ozubené kolesá a rezné hrany. Účinok je významný a dosiahli sa významné ekonomické a sociálne výhody. V posledných rokoch sa čoraz viac uplatňuje aj povrchové spevnenie komponentov, ako sú formy a ozubené kolesá.
Ozubené kolesá sú široko používané komponenty v strojárskom priemysle. Aby sa zlepšila nosnosť ozubených kolies, je potrebná povrchová úprava kalením. Tradičné procesy kalenia ozubených kolies, ako je povrchová chemická úprava, ako je nauhličovanie a nitridácia, a indukčné povrchové kalenie a povrchové kalenie plameňom, však majú dva hlavné problémy: veľkú deformáciu po tepelnom spracovaní a ťažkosti so získaním rovnomerne rozloženej kaliacej vrstvy pozdĺž profilu zuba. , čo ovplyvňuje životnosť ozubených kolies.
Vytvrdzovanie foriem laserom
Vytvrdzovanie prstencových ozubených kolies laserom
Laserové kalenie vložky valca