降本增效是企业追求的终目标。纵观钢铁工业技术史上的许多重大技术突破,如转炉炼钢、连铸、连轧等,其首要动机都是为了降低成本。冶金技术相当成熟的今天,利用再制造技术延长冶金生产线核心部件的使用寿命,不仅可以提高新产品的性能,还可以修复废旧产品,延长产品寿命,同时有效减少设备维护和停机时间,提高生产力。
一、激光淬火的基本原理
激光淬火技术是利用聚焦激光束作为热源,对被处理工件表面进行辐照,使被硬化零件的温度在瞬间急剧升高,形成奥氏体,然后迅速冷却,获得马氏体或其它细晶粒组织的硬化层的热处理技术。
二、激光表面淬火的技术特点
1、 功率密度高,加热速度快,零件变形小
热处理工艺可控制变形,处理后的工件不需磨削,可作为零件精加工的后一道工序。
2、可用于形状复杂的零配件
如盲孔、内孔、小槽、薄壁件等。可以做或部分做,也可以根据需要在同一部分的不同部分做不同的处理。能克服高频淬火因感应器的限制,难以对形状复杂的零件进行表面淬火,加热面积难以控制,薄壁零件在淬火时容易开裂等问题。在渗碳、淬火等化学热处理过程中,大型零件的加工不需要受到炉子尺寸的限制。
3、普遍性
激光的深焦点,在淬火过程中对零件的尺寸、尺寸和表面没有严格的限制。但现有的中高频淬火生产出适合各种零件的感应器。
4、 不受限制
对于某些淬火温度较高的不锈钢零件,其淬火温度与熔点温度非常接近。用感应器对产品进行局部表面淬火时,容易烧角或不规则零件,造成零件报废,然而,激光表面淬火不受此限制。
5、无需冷却
激光淬火是一种清洁、、环保的淬火工艺,冷却速度快,不需要水或油等冷却介质。
6.、满足硬化要求
表面硬化层组织细小,硬度高,耐磨性好,能满足表面硬化层深度较浅(一般为0.3~2.0mm)的产品要求。
三、激光淬火技术在钢铁行业的应用实例
1、轧辊的激光合金化
轧辊是轧钢机中产生金属连续塑性变形的主要工作部件和工具。长期恶劣的工作条件会导致表面起皮、裂纹甚至断裂。用激光对轧辊进行合金化处理,可有效延长轧辊的使用寿命。通过棒辊激光合金化处理,不变形、耐高温、耐腐蚀,钢材通过能力显著提高。
2、辊底式激光淬火
炉底辊作为高温板坯传输媒介,长期在充斥腐蚀性气体的高温环境下工作,与高温板坯直接接触的辊环,表面易出现粘钢、结瘤、氧化、腐蚀、磨损、高温蠕变等现象,特别是由粘钢和结瘤造成的板坯下表面凹坑、划痕、重皮等各类质量缺陷,在硅钢、冷轧原料等软钢上表现的尤为。在辊环表面激光淬火一层耐高温、抗氧化、耐磨损的新材料。炉底辊在使用寿命期间表面结瘤或氧化皮疏松、剥落,可能影响钢板,钢坯的后续轧制质量,可有效提高生产线的经济效益。激光淬火技术可对各种导轨、大型齿轮、轴颈、气缸内壁、模具、减震器、摩擦轮、滚轮、和滚轮零件等表面进行强化处理。适用材料为中、高碳钢和铸铁等。
激光淬火是使用高功率密度的激光对金属工件表面进行加热,然后再迅速冷却的过程。也称为脉冲激光淬火,是一种新的技术。该技术是在20世纪60年代提出的,被称为“激光表面强化”。利用脉冲激光器产生的高功率密度、高亮度脉冲辐射,在金属工件表面照射激光脉冲。由于功率密度,激光脉冲能将金属表面加热到该温度(约1000度),并使其快速硬化。由于吸收了大量能量,因此金属表层很快软化。在冷却过程中,工件表面将被加热到低于淬火温度(约500-700度)。这种工艺对金属工件的淬火效果非常好。
根据激光淬火设备不同,其特征是不同的。例如,脉冲激光可以使金属工件表面加热到该温度,快速加热至淬火温度并快速冷却至低于该温度;连续激光可以连续作业。它可以对金属工件进行分段处理,并可用于多个工件。
一、激光淬火优势:
1.激光淬火设备容易操作,在金属表面进行加热和冷却,具有速度快、热影响小、变形小等特点,适用于表面热处理;
2.激光淬火可以替代传统淬火工艺,适用于多个工件的淬火;
3.可以控制表面和深度温度场的分布,对不同材料的淬火深度可以实现可调节;
4.对工件进行局部淬火时,激光束不会直接加热到工件的表面,而是通过焦点区域作用于工件的表层。这种方法能工件表面和内部的均匀淬火,防止产生马氏体、珠光体等组织;
5.激光淬火可提高材料的耐磨性、抗疲劳强度和抗蚀能力;
6.激光淬火可以使材料的力学性能达到佳状态,如弹性模量和抗拉强度。
二、激光淬火也存在一些缺陷:
1.淬火温度高,工件表面硬化温度高容易变形。
2.需要淬火介质,容易损坏工件表面的光洁度。
3.使用不方便,不连续作业。
淬火加工是将金属材料加热到一定温度,然后快速冷却,以提高材料硬度和耐磨性的热处理工艺。走轮激光淬火是利用激光束对走轮表面进行淬火,以提高其硬度和耐磨性,延长其使用寿命的一种新型热处理工艺。
传统的淬火加工方法通常采用油冷或水冷,但这些方法都存在冷却不均匀、淬火效果差等缺点。相比之下,激光淬火加工具有更高的淬火质量和效率。
走轮激光淬火加工的基本原理是利用高能激光束照射走轮表面,使其快速加热到淬火温度,然后快速冷却,实现淬火处理。
走轮激光淬火加工工艺具有以下优点:
1、淬火质量高:由于激光束能量密度高,可以快速加热和快速冷却,以获得均匀的淬火效果。
2、:行走轮激光淬火加工可以在短时间内完成淬火过程,提高生产效率。
3、适用范围广:该工艺适用于钢、铸铁、有色金属等多种金属材料的淬火处理。
4、环保:走轮激光淬火过程中不使用任何化学品,不会对环境造成污染。
走轮激光淬火加工工艺流程如下:
1、将走轮放置在激光淬火装置上,调整位置,使其表面与激光束对齐。
2、打开激光器,将激光束照射在走轮表面,使其快速加热到淬火温度。
3、开启冷却系统,使走轮表面快速冷却,实现淬火处理。
4、关闭激光和冷却系统,取出走轮,完成淬火过程。
走轮激光淬火加工的应用范围非常广泛,可应用于各种机械设备的走轮表面处理,如汽车、工程机械、农业机械等。此外,该工艺还可以应用适用于齿轮、轴类零件等精密零件的表面处理。
与传统淬火加工相比,行走轮激光淬火加工具有更高的硬度和耐磨性,可以提高零件的使用寿命和性能。同时,由于该工艺具有、适用范围广、环保等优点,可以大大降低生产成本,提高生产效率。因此,行走轮激光淬火加工是一种潜力的热处理新工艺。
陕西宝鸡激光淬火设备生产厂家
更新时间:2024-05-22 17:37:02