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【 來源:原創 】 【 發布時間:2019-01-05 】 【 字體:

材料的加熱速度越快,就能達到越高的臨界溫度。而采用二極管激光器進行淬火加工是一種新的工藝,具有多種上風。
激光束可以很輕易地聚焦到工件上,并通過引導沿著淬火區運行。在此溫度下,材料的晶體結構變成另一種狀態,比在低溫前提下多吸收十倍以上的碳。因此,無需水或油之類的冷卻介質就能達成必要的冷卻時間。利用激光技術,淬火硬化只發生在工件上精確限定的區域,從而實現某種特定功能,而不影響工件的其它機械機能。
加熱時間內必需達到所謂的奧氏體化溫度。
激光淬火
在使用激光器進行表面硬化處理的情況下,原則上將上面提到的常規熱源(如火焰或感應器)換成激光源。為達到合適的硬度,碳含量應增加0.35%以上。半導體二極管激光器用于淬火硬化開創了功能工件設計的全新可能。以上所提到的溫度-時間曲線分為三個階段:加熱時間,保溫時間,冷卻時間。
使用激光進行表面硬化處理的上風是對材料做暫時和局部控制良好的熱輸入。在激光淬火硬化的過程中,加熱時間達到上述所說的1000K/秒。
然而,總的來說,必需達到定義的溫度-時間曲線,才能實現所期望的結果,并獲得更堅硬、耐磨的表面。
可達到的硬度取決于碳含量。
因為激光具有良好的局部熱輸入特性,再加上,近間隔還是冷卻材料區域中的熱傳導范圍,使快速的冷卻時間得以實現。故而,才能實現“干燥”的淬火加工。
在保溫時間內,碳擴散到鐵的晶格中。因此,加工材料要以極快的速度冷卻下來,使碳沒有足夠的時間轉變回原來的狀態,而是將其保留在鐵的晶格結構中。
冷卻時間也是一個重要的參數。熱量傳遞到材料足夠快,以達到上臨界冷卻速度。對于不同材料,存在所謂的“時間-溫度-奧氏體化-圖表”, 其中明確表示了這種關系(見圖1)。一方面,這種溫度的高低水平取決于碳濃度,另一方面取決于加熱速度。升溫速率的增加也導致奧氏體化溫度的增加,接近1200 ℃(見圖1),但也令該材料暴露在高溫下的時間很短。這種新材料構造稱為馬氏體,其表面硬度比原始材料要高得多。通常,人們對金屬工件的表面進行淬火加工,以改善其材料機能。表面淬火工藝增強了工件的耐磨性和抗壓強度。暫時和局部限定的熱輸入產生了應力小、工件不變形的效果。傳統的表面淬火工藝采用火焰淬火或感應淬火。
然而,有一些特性差異使得運用激光進行淬火加工變得非常有趣,這在該行業的詳細應用方面非常獨特。熱影響區域是明確界定和限制的,激光光束就聚焦在該區域進行加工。在這個階段,保溫溫度必需高于奧氏體化溫度。假如材料冷卻過于緩慢,碳就有時間擴散出去,回到原來的狀態,無法實現淬火效應。激光割機

 

 

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