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    激光淬火小百科:淬火可應用在哪些行業?

    激光淬火小百科:淬火可應用在哪些行業?

    作者:
    天弘激光
    來源:
    天弘激光
    發布時間:
    2021/10/28
    【摘要】:
    激光淬火是指對于金屬材料加工、金屬熱處理,把加熱到一定程度的熱工件蘸一下介質,以達到要求,因此又被過去的工匠形象的稱為蘸火,淬火工藝應用很廣,讀法也隨之流傳開來。它與退火、正火、回火一起是整體熱處理中的四種基本工藝。
    淬 (cuì)::淬火,淬礪,淬勉。
    淬(cuì)火:把燒紅了的鑄件往水或油或其他液體里一浸立刻取出來,用以提高合金的硬度和強度。
    淬火
    具體是指對于金屬材料加工、金屬熱處理,把加熱到一定程度的熱工件蘸一下介質,以達到要求,因此又被過去的工匠形象的稱為蘸火,淬火工藝應用很廣,讀法也隨之流傳開來。它與退火、正火、回火一起是整體熱處理中的四種基本工藝。
     
    為什么要淬火
    淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變,得到馬氏體或貝氏體組織,然后配合以不同溫度的回火,以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等,從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。
     
    具體來說,將金屬工件加熱到某一適當溫度并保持一段時間,隨即浸入淬冷介質中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性,因而廣泛用于各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齒輪、軋輥、滲碳零件等)。
     
    配合回火步驟,可以大幅度提高金屬的強度、韌性及疲勞強度,并可獲得這些性能之間的配合(綜合機械性能)從而滿足不同的使用要求。淬火還可使一些特殊性能的鋼獲得一定的物理化學性能,例如淬火使永磁鋼增強其鐵磁性、不銹鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用于鋼件,常用的鋼在加熱到臨界溫度以上時,原有在室溫下的組織將全部或大部轉變為奧氏體。隨后將鋼浸入水或油中快速冷卻,奧氏體即轉變為馬氏體。與鋼中其他組織相比,馬氏體硬度最高。淬火時的快速冷卻會使工件內部產生內應力,當其大到一定程度時工件便會發生扭曲變形甚至開裂。為此必須選擇合適的冷卻方法。 
     
    為滿足各種零件千差萬別的技術要求,發展了各種淬火工藝。如,按接受處理的部位,有整體、局部淬火和表面淬火;按加熱時相變是否完全,有完全淬火和不完全淬火(對于亞共析鋼,該法又稱亞臨界淬火);按冷卻時相變的內容,有分級淬火,等溫淬火和欠速淬火等。
     
    激光淬火原理
    激光淬火設備
    傳統的淬火工藝都很多種,并且離不開淬冷介質。激光淬火作為一種表面處理技術,是一種全新的淬火方式。
     
    從原理上來講,激光淬火是利用高能激光束作為熱源,經過激光發生器產生激光和外光路傳輸和聚焦,形成能量密度很高的光束,實現金屬基材表面的熱處理工藝。通過將材料表面加熱到相變點以上,隨著材料自身冷卻,奧氏體轉變為馬氏體,從而使材料表面硬化的淬火技術。 
     
    激光淬火優勢
    與常規火焰表面淬火、中高頻表面淬火等傳統的淬火方式相比,激光淬火具備很多優勢。
    1) 激光淬火,加熱與冷卻速度快,工藝周期短,不需要外部淬冷介質,高效清潔無污染;
    2)瞬間局部加熱,工件變形小,工作環境潔凈,處理后不需要其他精加工,且被處理工件尺寸不受熱處理設備尺寸的限制;
    3)硬度高,激光淬火硬度高于常規淬火硬度,比常規淬火工藝硬度高5-20%。同時,硬化深度可控,可實現大面積激光熱處理。
    4)熱影響區小,變形小,硬化層與基材結合處形成激光束對工件的熱影響區,其范圍很小,約0.3-1.0 mm。
    5)激光熱處理工作距離較大,即加工頭距離工件表面的距離為100-300 mm,工藝實施方便,可進行局部淬火工藝實施,工藝實施靈活、可控性強。
    6)激光淬火高效方便,可與機器人設備結合,減少人工成本。
     
    激光淬火應用
    淬火應用
    在機械制造業中,激光淬火應用廣泛。尤其是汽車、齒輪、火箭中應用的鋼件幾乎都需要經過淬火處理從而實現表面強化,特別是在提高軋輥、導衛、齒輪、剪刃等易損件的使用壽命方面。 

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