激光熔覆的激光器主要有CO2激光器和固體激光器(主要包括纖激光器和二極管激光器,老式燈泵浦激光器由于光電轉(zhuǎn)化效率低,維護(hù)繁瑣等問題已逐漸淡出市場)。(2)激光淬火工藝采用了常用普通中碳鋼代替昂貴的合金滲碳鋼,從而有效地降低了生產(chǎn)成本,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。對于連續(xù)CO2激光熔覆,國內(nèi)外學(xué)者已做了大量研究.高功率固體激光器的研制發(fā)展迅速,主要用于有色合金表面改性。據(jù)文獻(xiàn)報道,采用CO2激光進(jìn)行鋁合金激光熔覆,鋁合金基體在CO2激光輻照條件下容易變形,甚至塌陷。固體激光器,較CO2激光波長小1個數(shù)量級,因而更適合此類金屬的激光熔覆
數(shù)控機(jī)床鑲鋼導(dǎo)軌的激光淬火技術(shù)應(yīng)用
(1)預(yù)備熱處理
導(dǎo)軌經(jīng)鍛造后,進(jìn)行常規(guī)的正火及調(diào)質(zhì)處理,以細(xì)化晶粒,改善組織結(jié)構(gòu),降低內(nèi)應(yīng)力,并為后續(xù)激光淬火做好組織準(zhǔn)備。
(2)激光淬火設(shè)備及工藝參數(shù)
采用國產(chǎn)31.5kW二氧化碳激光器及激光加工機(jī)床,激光輸出功率P=900W,光斑直徑為4mm,離焦量d=240mm,掃描速度v=10m/s。
經(jīng)上述工藝處理后的導(dǎo)軌,淬火區(qū)淬硬層深度為0.58mm,硬化帶寬為4.47mm,硬化層組織為細(xì)針狀馬氏體 部分殘留奧氏體,表面硬度為724~797HV0.1,相當(dāng)于61~64HRC。
(3)磨損試驗
磨損試驗結(jié)果表明,當(dāng)激光掃描淬火花紋為45°斜線(與導(dǎo)軌棱邊成45°斜線,(棱形)硬化面積為40%時,導(dǎo)軌耐磨性高。
超高速激光熔覆技術(shù)完成的熔覆涂層冶金質(zhì)量高、稀釋率低、變形小、表面光潔度高,屬于先進(jìn)環(huán)保的再制造加工技術(shù),在工業(yè)再制造領(lǐng)域能極大地減少企業(yè)的后續(xù)機(jī)加工成本,能有效延長產(chǎn)品使用周期,為企業(yè)節(jié)省大量后期維修費(fèi)用。和傳統(tǒng)的熔覆激光技術(shù)相比,超高速激光熔覆技術(shù)的工作效率要快上百倍。由于激光加熱速度快,熱影響區(qū)小,又是表面掃描加熱淬火,即瞬間局部加熱淬火,所以被處理的模具變形很小。普通的激光熔覆技術(shù)速率是0.5—2 米/分鐘,而超高速激光熔覆技術(shù)可達(dá)到50—200 米/分鐘,鍍層速度至少提高了100 倍。超過1平方米/小時的涂層率可以使激光熔覆的成本降低到與鍍硬鉻成本相當(dāng)。超高速激光熔覆技術(shù)的另一個優(yōu)點是:目前可以在零件表面制備大規(guī)模的不同成分涂層,這將有可能生產(chǎn)出在生命周期內(nèi)不會磨損的創(chuàng)新零件。