数控机床镶钢导轨的激光淬火技术应用

(1)预备热处理

导轨经锻造后，进行常规的正火及调质处理，激光设备改造升级厂，以细化晶粒，改善***结构，降低内应力，并为后续激光淬火做好***准备。

(2)激光淬火设备及工艺参数

采用国产31.5kW二氧化碳激光器及激光加工机床，激光设备改造升级价格，激光输出功率P=900W，光斑直径为4mm，离焦量d=240mm，扫描速度v=10m/s。

经上述工艺处理后的导轨，淬火区淬硬层深度为0.58mm，硬化带宽为4.47mm，硬化层***为细针状马氏体 部分残留奥氏体，表面硬度为724~797HV0.1，相当于61~64HRC。

(3)磨损试验

磨损试验结果表明，当激光扫描淬火花纹为45°斜线(与导轨棱边成45°斜线，(棱形)硬化面积为40%时，导轨耐磨性高。

光束焦斑光束斑点大小是激光焊接的重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。

　　光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿孔直径。这种方法要通过测量实践，掌握好激光功率大小和光束作用的时间。

激光熔覆具有以下特点：

（1）冷却速度快（高达106K/s），属于快速凝固过程，激光设备改造升级厂家，容易得到细晶***或产生平衡态所无法得到的新相，如非稳相、非晶态等。

（2）涂层稀释率低（一般小于5%），与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合，通过对激光工艺参数的调整，可以获得低稀释率的良好涂层，并且涂层成分和稀释度可控；

（3）热输入和畸变较小，尤其是采用高功率密度快速熔覆时，变形可降低到零件的装配公差内。

（4）粉末选择几乎没有任何限制，特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金；

（5）熔覆层的厚度范围大，单道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm，激光设备改造升级，

（6）能进行选区熔敷，材料消耗少，具有的性能价格比；

（7）光束瞄准可以使难以接近的区域熔敷；

（8）工艺过程易于实现自动化。

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