激光淬火是利用激光将材料表面加热到相变点以上,随着材料自身冷却,奥氏体转变为马氏体,从而使材料表面硬化的淬火技术。
激光熔覆技术目前已应用于各大领域。需求量很大,包括航天航空、轨道交通、冶金石化、工程机械等。在各类钻具、截齿、轧辊、球阀、阀座和阀杆等各种易损件上,许多传统表面处理技术处理后,硬质材料易剥落,使用寿命不长。现利用激光熔覆增材制造技术,可完全避免此类问题。激光熔覆技术目前已应用各类材质。用激光熔覆强化铝合金表面,提高硬度和耐磨性,打开了铝合金作为摩擦副运动零部件的应用。激光熔覆技术替代镀硬铬工艺,解决了后者涂层与基体的结合强度弱、易脱落、环保等问题。
常用硬质合金涂层材料:铁基硬质合金,钴基耐磨合金,镍基高温合金,镍基高温合金加WC陶瓷颗粒材料作为加强项,激光切割机改造,钴基合金加WC陶瓷颗粒材料作为加强项。
激光切割的分类:1)汽化切割利用高能量密度的激光束加热工件。在短的时间内汽化,形成蒸气。在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要大的功率和功率密度。激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。2)熔化切割,激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。所需能量只有汽化切割的1/10。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。3)氧气切割,它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用,改造切割机,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,切割机改造,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。4)划片与控制断。激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。
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