激光表面淬火工藝及特點

激光表面淬火的原理與普通熱處理相同，但加熱時間很短(在千分之幾秒至零點幾秒范圍內)、面積小、冷卻時間短，即用激光作為熱源，快速加熱金屬表面一小塊區域，使其奧氏體化，然后淬火強化。理論和實踐都證實，表面溫度和熱穿透深度都與激光照射持續時間的平方根成正比。因此，可以通過適當調整光斑尺寸、掃描速度和激光功率來控制表面溫度和熱穿透深度。當激光束離開被加熱表面時，那里的熱量很快轉移到表面其余的冷態，相當于自冷淬火，*采取其他快速冷卻措施。激光束掃描時，還可以通過改變光束擺動的幅度和頻率來調節功率密度，從而控制淬火層的深度和覆蓋范圍。
由于激光光斑或光束擺動的幅度很小，只能通過光束在零件表面一一掃描來加熱。為了不因后一個掃描條邊緣處的熱量而使**個掃描條的淬火部分回火和軟化，應努力使光束或振蕩表面邊緣的能量分布陡峭為可能的，這也可以使用光柵來實現。
與感應加熱表面淬火類似，一般鋼鐵材料激光表面淬火后的組織也分為表面完全淬火區、亞層不完全淬火區(過渡區)和心部未淬火區。
與普通熱處理相比，激光淬火技術具有以下特點。
1、加熱速度較快，工件熱變形較小。由于激光功率密度高，加熱速率可達1010℃/s，熱影響區小，工件熱變形小。
2、冷卻速度非常快。在工件有足夠質量的前提下，冷卻速率可達1023℃/s;不需要冷卻介質，通過從表面向內部的熱傳導進行自冷淬火。
3、工件經激光淬火后，表面獲得細小的馬氏體組織，具有較高的表面硬度(比普通淬火硬度值高15%～20%)和較高的疲勞強度(表面有殘余壓應力以上) 4000mpa)。
4、由于激光束的掃描(加熱)面積很小，可以加工形狀復雜的工件(如小凹槽、盲孔、小孔、薄壁件等)或局部加工加工非常精確，還可以根據需要對同一零件的不同部位進行不同的處理。
5、不需要加熱介質，不會排放氣體污染環境，有利于保護環境。
6、節能，且工件表面潔凈，處理后*打磨，可作為工件精加工的最后一道工序。
激光表面淬火的較大缺點是激光發生器價格昂貴。
由于激光表面淬火的上述優點，雖然研制時間短，但進展快，已成功應用于一些機械產品的生產，如變速箱齒輪、發動機缸套、軸承套圈和導軌等。鐵軌等等。
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