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激光淬火的特點以及殘余應(yīng)力和硬化深度無損檢測技術(shù)

表面激光淬火硬化的特別之處

  與感應(yīng)淬火相比，激光束硬化（激光淬火）可提供更短的表面加熱時間。高功率密度激光束（10⁴～10⁵W/cm2）使工件表面非平衡快速加熱（10⁵～10⁶℃/s）和冷卻（10⁵℃/s），實現(xiàn)相變硬化。工件表面無損傷、變形量小、硬度高、耐磨性好（比傳統(tǒng)熱處理硬度提高HRC3-5）。這大大降低了已經(jīng)很低的淬火變形和結(jié)垢。在惰性氣體下，甚至可以完全防止表面氧化。
  在激光淬火中，具有非常高的比功率（與感應(yīng)淬火相比約為10倍）的激光束被引導(dǎo)到待奧氏體化的工件表面上。幾千瓦的二極管激光器的巨大熱輸出導(dǎo)致在很短的時間內(nèi)溫度剛好低于熔點！由于熱輸入局限于激光器的局部焦點，因此避免了不必要區(qū)域不必要的加熱。這意味著局部加熱的區(qū)域會被周圍較冷的區(qū)域快速淬滅。這種所謂的自淬火消除了用水淬火的需要。
  通過激光淬火，表面被激光束加熱并通過工件中的散熱進行淬火（自淬火）！
  激光點覆蓋的磁道寬度為1到大約1.50 mm，取決于聚焦和過程控制。較大的表面層需要與激光逐行掃描。激光硬化的典型硬化深度在0.1mm至2mm的范圍內(nèi)。與感應(yīng)淬火一樣，要淬火的表面越小且表面層的深度越淺，激光淬火的成本效益就越大。激光硬化特別適合于很難進入的區(qū)域，例如螺紋孔。

激光淬火應(yīng)用領(lǐng)域

  表面激光淬火針對零部件表面關(guān)鍵工作部位表面改性再制造、修復(fù)加工，提高其表面硬度、耐磨性、耐蝕性和耐高溫性能，大幅提高其使用壽命。激光淬火廣泛應(yīng)用于模具、機械制造、石油、化工、輕工、五金工具、汽車零部件等行業(yè)，典型工件有：齒輪、內(nèi)外齒圈、汽車模具、離合器、導(dǎo)軌、缸套、瓦楞輥、油管、螺紋、鋸片、錘座、重要軍品如魚雷推進軸等。加工后效果好、生產(chǎn)效率高、可靠性強、加工環(huán)保。

汽車制造

工業(yè)機械

模具強化

五金工具

石油化工設(shè)備

  通過表面激光淬火，僅小區(qū)域表面可以經(jīng)濟地硬化。硬化深度可以保持很低！

激光淬火硬化深度無損檢測技術(shù)

  激光淬火硬化深度的評估是獲得準確的過程控制品質(zhì)因數(shù)的重要參數(shù)。測量硬化深度厚度的方法很多。主要的缺點是基于光學顯微鏡分析的顯微照相觀察，用顯微照相確定馬氏體和鐵素體-珍珠巖之間的過渡區(qū)域。在材料橫截面處研究的顯微硬度分布可提供更準確的表面硬化深度。然而，這兩種方法都是耗時且昂貴的。批量生產(chǎn)線中對鋼部件的質(zhì)量控制和過程監(jiān)控的需求不斷增長，需要快速，經(jīng)濟地進行檢查，因此沒有進行破壞性測試的機會。

  3MA（微磁、多參數(shù)、微觀結(jié)構(gòu)和應(yīng)力分析）多功能無損測試技術(shù)的優(yōu)勢在于可以同時檢測諸如殘余應(yīng)力、硬度和硬化深度之類的不同目標。多參數(shù)3MA方法能夠解決此問題。

激光淬火殘余應(yīng)力無損檢測技術(shù)

  激光淬火加工表面的質(zhì)量取決于加工和熱處理工藝參數(shù)，需要通過不同的方法進行質(zhì)量檢查控制，例如金相，殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力梯度，硬度，硬度分布分析，并借助宏觀和微觀幾何質(zhì)量特征。因此，檢查成本是質(zhì)量成本的主要組成部分，并且特別高，因為這些常規(guī)測試中的大多數(shù)本質(zhì)上都是破壞性的，非常耗時。監(jiān)控加工缺陷、高拉伸殘余應(yīng)力區(qū)域、淬火硬化和退火區(qū)以及裂紋是主要目標。由于加工步驟中，拉應(yīng)力可以被壓應(yīng)力覆蓋。因此，對于傳統(tǒng)的測試方法，這種殘余應(yīng)力深度分布的評估可能是一項復(fù)雜的任務(wù)。

  3MA無損檢測技術(shù)可以實時或以快速后處理方式測量大多數(shù)這些特征?？梢酝ㄟ^3MA方法控制激光淬火硬化過程，而無需施加任何耦合介質(zhì)，從而避免干擾表面的能量吸收過程。3MA傳感器可以集成在CO₂激光硬化系統(tǒng)中，并測量表面硬度和表面深度（DS），距離激光點約5cm。另一個目標是對整個激光硬化軌道甚至在激光焊接縫中的殘余應(yīng)力進行無損測量。3MA傳感器可以同時無損檢測表面和不同深度處的殘余應(yīng)力。如下圖中給出了一個示例。如校準步驟所示，通過3MA（NDE）測量的激光硬化軌道上的殘余應(yīng)力與通過X射線測量的殘余應(yīng)力具有很好的比較。細微的差異緣于不同的穿透深度和二維應(yīng)力狀態(tài)以不同的方式影響X射線和微磁測量。

  如果您對激光淬火質(zhì)量、淬火表面硬度、殘余應(yīng)力、硬化層深度測量等有技術(shù)疑問，需要服務(wù)或僅需要一般信息，我們將為您提供幫助。上海量博實業(yè)有限公司經(jīng)驗豐富的客戶服務(wù)團隊會在工作時間內(nèi)為您解答有關(guān)我們產(chǎn)品，價格，訂購和其他信息的問題。