激光表面强化技术的应用以及优点介绍！

        【成都激光加工】激光用于热处理已有30多年的历史，但是，多种因素与成本的局限使其应用范围狭窄。如今，高功率直接二极管激光器（High-powerDirectDiodeLaser，HPDDL）提供了一种解决方案，可以克服以前的技术缺陷，有望大幅扩展这一市场。
        激光表面强化处理技术是利用高能激光束照射到金属表层，通过激光和金属的交互作用达到改善金属表面性能的目的。它是一门综合性技术，也是国家重点开发项目。内蒙古科技大学和包钢轧梁厂利用大功率CO2激光器对直径950方钢和重轨开坯辊孔型表面进行激光熔凝处理和合金化处理研究，成功地开发了大型热轧辊表面激光强化处理工艺。轧辊经激光处理后，孔型表面光滑，硬度达HRC55以上，轧钢量较处理前提高1倍，且孔型各处磨损均匀，消除了表面“龟裂”和“措腊”现象。
        热处理或表面硬化常用于改进切割工具和轴承等钢质部件表面的耐磨性能并延长使用寿命。热处理时需要对部件加热，然后快速冷却（称为“淬火”），将碳渗入钢材中，使之比室温下的操作结果更硬，改变钢的晶体结构。对于工业的表面硬化，目标是使薄薄的外层硬化，大部分材料仍然保持其原始的晶体形态，挠性更大，脆性更小，延展性更大。由于硬化一般是在部件的尺寸定形之后执行的，因此，理想的状况是不使部件形状发生任何物理变形。
        一般来说，各种传统（非激光）技术可以分为两大类，分别是扩散法和局部硬化法。在渗碳、渗氮和碳氮共渗等扩散技术中，低碳钢在接触外部的碳或其它元素时被大面积加热。这些物质渗入表层，然后在液体中对部件快速淬火。
        一般，对已经含有足够单体碳的钢材执行局部硬化，以在渗入钢晶格时达到产生需要的硬度。在此情况下，一般使用火焰或电感加热部件的局部表面，以便升高加工区域的温度，之后再进行淬火。
        激光热处理是另一种局部强化技术，激光光束在被加工表面附近被吸收。这种加热仅限制于受照射区域，深入整块材料的程度受到限制。通常，整块材料担当散热器的作用，吸收从表面传来的热量，因此需要执行自淬火。
        激光表面强化技术克服了传统技术的一些缺陷。例如，火焰淬火受到重复性不良、淬火性能不佳以及环境问题的限制。因此，火焰淬火**适合于中等规格至大规格的元件。感应淬火中热量传导得更深，因此要求用水主动淬火，这两种方法都会导致人们不希望出现且不能控制的变形。另外，激光热处理工艺的设计和维护比感应淬火更简便，因为能够方便地将加热限制于照射区域，甚至是机械不能接近的位置。因此，能够随时使用激光器处理各种规格和形状的部件，不需要采用专为各种几何形状部件量身定制的特殊线圈。
        激光表面强化工艺参数的优点  
        1、激光在单位时间上作用于模具的功率密度（即比功率E），将决定激光淬火的效果。比功率E由激光功率P、扫描速度V、光斑尺寸D决定。
        2、在102～104W/cm2·s的范围内，功率密度的增加、扫描速度减小、将使模具的硬化层深度、硬度及硬化层表面粗糙度增加。如果功率过大，扫描速度太慢，即比功率太大，超出上述范围，会造成工件表面熔化、烧损；反之，硬度和硬化层深度会达不到技术要求。
        3、激光淬火硬化层宽度由光斑尺寸决定。大面积淬火必须进行多道扫描。宽带扫描比窄带扫描效率高。
        4、光束能量分布主要影响硬化层深度、宽度及组织的均匀性。它由光束模式及导光系统决定。通常，应根据设备的实际情况调整到**佳状态，以保证硬化层的均匀性。
        5、吸光涂层种类及厚度会影响工件对激光能量的有效吸收。目前应用较为成熟的吸光涂层有磷酸盐涂层、含胶体石墨涂层、氧化物涂层等。在覆盖工件表面的前提下，涂层厚度越薄越均匀，则效果越好。

锦旺-成都激光加工提供