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            激光淬火技術在機床零件上的應用
            發布時間:2019-09-23 10:43
            大家都知道,激光淬火技術可對各種導軌、大型齒輪、軸頸、汽缸內壁、模具、減振器、摩擦輪、軋輥、滾輪零件進行表面強化。適用材料為中、高碳鋼,鑄鐵。然而隨著激光淬火技術的發展,其技術也逐漸成熟,開始應用于機床零件。今天為大家介紹激光淬火技術在機床零件上的應用,主要從以下幾方面:

            1.數控機床電主軸激光淬火技術應用

            (1)主軸及隨機附帶4個試樣,試樣直徑80mm,壁厚20mm,兩端磨平。在采用CO2激光器進行激光硬化前,分別在主軸和試樣表面上涂覆一層特別涂料,以增加對激光的吸收。

            (2)用5kW的CO2橫流式激光器對主軸及試樣進行激光淬火,其輸出功率P=1800~2000W,掃描速度v=5mm/s,機床轉速n=30r/min,掃描寬度2~3.5mm。并采用微機控制淬火機床(工作臺),配備靈活通用的工裝夾具,固定淬火工件作平行移動、轉動或合成運動。

            (3)激光淬火化后的主軸及試樣檢驗 淬硬層深度0.5~1.2mm;表面淬火硬度60~66HRC;組織為外層極細馬氏體+少量殘留奧氏體,過渡層馬氏體+鐵素體+滲碳體,內層為原始組織,即回火索氏體。

            2.數控機床鑲鋼導軌的激光淬火技術應用

            (1)預備熱處理

            導軌經鍛造后,進行常規的正火及調質處理,以細化晶粒,改善組織結構,降低內應力,并為后續激光淬火做好組織準備。

            (2)激光淬火設備及工藝參數

            采用國產31.5kW二氧化碳激光器及激光加工機床,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。

            經上述工藝處理后的導軌,淬火區淬硬層深度為0.58mm,硬化帶寬為4.47mm,硬化層組織為細針狀馬氏體+部分殘留奧氏體,表面硬度為724~797HV0.1,相當于61~64HRC。

            (3)磨損試驗

            磨損試驗結果表明,當激光掃描淬火花紋為45°斜線(與導軌棱邊成45°斜線,見圖5),(棱形)硬化面積為40%時,導軌耐磨性高。

            3.機床離合器聯結、花鍵套、磁軛和齒環的激光淬火技術應用

            機床離合器聯結、花鍵套、磁軛和齒環等經激光淬火后,其質量明顯優于普通鹽浴或感應淬火,解決了聯結爪部工作面硬度低、卡爪內側畸變大,花鍵套鍵側面硬度低、內孔畸變超差、小孔處開裂,磁軛和齒環滲碳淬火畸變大、發生斷齒、兩者嚙合不良、傳遞力矩不足及發生打滑等缺陷。

            實例1 電磁離合器聯結(見圖7),材料為45鋼,技術要求:硬度≥55HRC,淬硬層深度≥0.3mm,爪部直徑畸變≤0.1mm,硬化面積≥80%。

            (1)工藝流程

            全部機械加工后,在數控激光熱處理機上自動進行六個爪的12個側面激光掃描淬火。

            (2)激光淬火工藝

            激光輸出功率P=1000W,透鏡焦距f=350mm,離焦量d=59mm,掃描速度v=1000mm/min,生產節拍t=45s/件。

            (3)檢驗結果

            硬度為57~60HRC,淬硬層深度0.3~0.6mm,直徑畸變≤±0.03mm,爪側面100%淬硬。

            4.齒輪的激光淬火技術應用

            我國從20世紀80年代就開始齒輪激光淬火的研究,同時研制出了多種激光淬火設備,通過多年的發展和成功實踐,克服了傳統熱處理的一些缺點,達到齒輪成本與表面高性能、微畸變的佳組合,現已成為一項實用并極有發展前景的新型表面強化技術。

            (1)齒輪激光設備

            橫流CO2激光器1臺,專用配套冷水機組1套,數控加工機床1臺,光路系統1套。圖10為齒輪激光淬火。

            (2)齒輪的激光淬火技術應用實例。

            實例 齒輪,材料為30CrMnTi鋼,齒面激光淬火后要求:齒面畸變小,表面光潔,不需磨齒。

                  以上就是激光淬火技術在機床零件上的應用,看起來復雜,其實只要認真讀下來還是蠻好懂的。大家說是不是呢。隨著激光淬火技術應用于數控機床,相關的技術也愈發完善,相信將來還會使我們的生活更進一步。
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