激光技術(shù)是21世紀六十年代初問世,并且發(fā)展趨勢極其快速的一門高新科技技術(shù)。它的發(fā)展趨勢與滲入,推動了其他課程和技術(shù)的發(fā)展趨勢,激光技術(shù)已變成21世紀高新科技技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵支撐之一。激光加工技術(shù)是激光技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵運用,激光加工技術(shù)加快了對傳統(tǒng)式生產(chǎn)加工的更新改造,出示了工業(yè)化生產(chǎn)加工技術(shù)的新方式,危害非常大。激光加工就是指用大功率激光束對工業(yè)級零部件開展激光切割、熱處理、電焊焊接、開洞這些,與傳統(tǒng)式生產(chǎn)加工方式 對比,激光加工的特性是:激光束動能集中精力,生產(chǎn)加工地區(qū)小,因此熱形變小,生產(chǎn)加工品質(zhì)高、高精度,零件加工不會受到規(guī)格、樣子限定,不需制冷物質(zhì),并且零污染,噪音小,勞動效率低,高效率。激光加工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)在我國盛行。
一、激光熱處理技術(shù)的特性
激光熱處理是運用高功率的激光束對金屬材料開展表面解決的方式 ,它能夠 對原材料完成改變硬底化(或稱作表面熱處理、表面非晶化、表面重熔粹火)、表面細晶強化等表面改性材料解決,造成用其他表面熱處理達不上的表面成份、機構(gòu)、特性的更改。
激光具備單色性、相關(guān)行業(yè)、專一性和高效率能量相對密度四大特性,因而,其透過工作能力極強。激光的透過工作能力是由其動能大孝功率高低、時間長度而決策。當功率為103W/cm2~107W/cm2時,以103℃/s~107℃/s加溫速率把金屬材料表面加溫到僅小于溶點的臨界值變化溫度,其表面快速馬氏體化,隨后極速過溫保護熱處理,制冷速率達到1.7×104℃/s,金屬材料表面快速被加強,這就是激光改變硬底化。
激光熱處理的鮮明特點是:具備髙速加溫,髙速制冷,得到 的機構(gòu)細膩、強度高、耐磨性好;熱處理位置可得到 超過400kgf/mm2的殘留壓地應(yīng)力,有利于提升疲憊特性;還能夠開展部分可選擇性熱處理,根據(jù)對多光點規(guī)格的操縱,更合適其他熱處理方式 沒法擔任的管口、凹溝、微區(qū)、交角和數(shù)控刀片刀口等部分地區(qū)的硬底化;激光能夠 長距離傳輸,能夠 完成一臺激光器多操作臺另外應(yīng)用,選用軟件編程完成對激光熱處理加工工藝全過程的操縱和管理方法,完成加工過程的自動化技術(shù)。
二、激光熱處理在工業(yè)生產(chǎn)上的運用及發(fā)展趨勢
因為激光熱處理有非常顯著的優(yōu)勢,解決了傳統(tǒng)式金屬材料熱處理不可以處理或不易處理的技術(shù)難點,在世界各國遭受了重視,激光熱處理獲得了快速的發(fā)展趨勢。
功率大的CO2激光器從七十年代起發(fā)展趨勢迅速,優(yōu) 秀工業(yè)生產(chǎn)我國功率大的CO2激光器已實用化、通用化。在我國從“七五”之后陸續(xù)研制了KW級至萬千瓦時級功率大的CO2多模激光器。伴隨著功率大的激光器的發(fā)展趨勢,用激光就可以完成各種各樣方式的表面解決。它是造成原材料組織架構(gòu)轉(zhuǎn)變的冶金工業(yè)全過程,其加溫時間在10-三秒~10-7s的范疇內(nèi),功率為每立方毫米超過0.1kW。它的運用極其普遍,基本上一切金屬材料表面熱處理都能夠運用?,F(xiàn)階段運用比較多的有轎車、冶金工業(yè)、原油、重型機械設(shè)備、農(nóng)用機械等存有比較嚴重損壞的設(shè)備領(lǐng)域,及其航空航天、航空公司等高線技術(shù)商品。
激光熱處理在汽車制造業(yè)運用極其普遍,在很多轎車關(guān)鍵部件上,如:發(fā)動機缸體、氣缸套、發(fā)動機曲軸、發(fā)動機凸輪軸、自動排氣閥、高壓閘閥、拐臂、鋁發(fā)動機活塞槽等基本上都能夠選用激光熱處理。比如,美國通用汽車公司用十幾臺KW級CO2激光器,對電機轉(zhuǎn)子殼內(nèi)腔部分硬底化,曰產(chǎn)三萬套,提升功效四倍。在我國選用功率大的CO2激光器對發(fā)動機開展缸孔內(nèi)腔加強解決,能延長大修發(fā)動機里程數(shù)到十五萬千米之上,一臺氣缸相當于三臺沒經(jīng)解決的氣缸。
激光熱處理過的發(fā)動機缸體、氣缸套淬硬帶的耐磨性能大大提高,未淬硬帶可提升儲油罐,改進潤濕性能在我國大拖拉機發(fā)展趨勢快,持續(xù)發(fā)布新知名品牌,但大拖拉機用燃氣輪機發(fā)動機缸體、氣缸套周期短,毀壞比較嚴重,檢修量非常大,西安市燃氣輪機制造廠在國家科技部的協(xié)助下,首先修建了柴油發(fā)動機氣缸套激光熱處理生產(chǎn)流水線,年產(chǎn)量60萬只,使用壽命增加10000鐘頭。
發(fā)動機缸體激光熱處理機器設(shè)備及生產(chǎn)流水線激光涂敷與激光細晶強化加工工藝類似,但不一樣的是不此外添加鋁合金,使金屬材料表面溶化隨后制冷凝結(jié),進而獲得微小的貼近勻稱的表面機構(gòu),針對一些共晶鋁合金,還可獲得非晶態(tài)表面,具備很好的耐腐蝕特性,比如,在柴油機生鐵高壓閘閥上開展鉻基表面涂敷,可得到 優(yōu)良的不銹鋼板表面。
激光熱處理在大中型電力機車加工制造業(yè)已被選用,進一步提高了電力機車使用壽命,主要是電力機車大中型發(fā)動機曲軸的激光熱處理和電力機車柴油發(fā)動機氣缸套和電力機車主簧片的激光熱處理。
磨具的生產(chǎn)制造加工工藝繁雜,精密度規(guī)定高,形狀各異,運用普遍,但通常因磨具的周期短而增加了成本費,維修也很艱難。用激光對磨具表面開展熱處理,已慢慢被了解和被選用,可加倍的提升磨具的使用壽命,又不會受到樣子和規(guī)格的限定。
三、開發(fā)設(shè)計激光熱處理的新運用,推動激光加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展
激光是一門高新科技技術(shù),主要用途很廣。激光熱處理的技術(shù)重要有三:大功率的激光器;多可玩性的生產(chǎn)設(shè)備并與電子計算機配套設(shè)施;不一樣運用的激光熱處理加工工藝。歷經(jīng)在我國激光科研人員十幾年的勤奮,這三個層面都是有了迅速的發(fā)展趨勢,為激光熱處理技術(shù)的營銷推廣造就了標準。近年來,激光產(chǎn)業(yè)鏈以二位數(shù)的速率提高,高過國際性激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的速率,也高過全國各地工業(yè)生產(chǎn)提高的速率,由此可見其市場前景是宏大的。
激光熱處理技術(shù)的運用在中國尚不廣泛,主要是大家對激光技術(shù)的運用,還存有不一樣水平的神秘化和成見。激光技術(shù)、激光熱處理運用推廣宣傳不足,欠缺實踐活動。因而應(yīng)盡早把激光技術(shù)的研究成果,非常是激光熱處理技術(shù)朝向經(jīng)濟發(fā)展、走向市場、朝向全社會發(fā)展,關(guān)鍵是為制造業(yè)企業(yè)服務(wù)項目,持續(xù)營銷推廣,擴張其運用。
能夠 絕不浮夸的說,激光熱處理基本上能夠 處理金屬材料表面熱處理的全部難題,僅僅加工工藝要持續(xù)的探索、討論、試驗。激光熱處理管理中心能夠 進行這種工作中,并以最短的時間發(fā)展趨勢其運用。比如,在持續(xù)發(fā)展趨勢的轎車、大拖拉機修理行業(yè)中,激光熱處理早已獲得很好的運用實際效果。