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gangzi0801

2022-10-16 22:38

激光技術(shù)在表面處理中的應(yīng)用

激光表面處理是采用大功率密度的激光束，以非接觸性的方式加熱材料表面．借助于材料表面本身傳導(dǎo)冷卻，來實現(xiàn)其表面改性的工藝技術(shù)。它在改善材料表面的力學(xué)性能和物理性能，以及提高零件的耐磨、耐蝕、耐疲勞性能方面大有裨益。近年來，激光清洗、激光淬火、激光合金化、激光沖擊強(qiáng)化、激光退火等激光表面處理技術(shù)，以及激光熔覆、激光3D打印、激光電鍍等激光增材制造技術(shù)迎來了廣闊的應(yīng)用前景。

1.激光清洗
激光清洗是目前快速發(fā)展的新型表面清潔技術(shù)，其采用高能脈沖激光束照射工件表面，使表面的污物、顆粒或涂層瞬間蒸發(fā)或膨脹剝離，從而達(dá)到潔凈化的工藝過程。激光清洗主要分為除銹、除油、除漆、除涂層等工藝；主要應(yīng)用于金屬類清洗，文物類清洗，建筑類清洗等。基于其功能全面、加工精準(zhǔn)靈活、高效節(jié)能、綠色環(huán)保、對基材無損傷、智能、清洗質(zhì)量好、安全、應(yīng)用范圍廣等特點和優(yōu)勢，它在各個工業(yè)領(lǐng)域愈發(fā)受青睞。與機(jī)械摩擦清洗、化學(xué)腐蝕清洗、液體固體強(qiáng)力沖擊清洗、高頻超聲清洗等傳統(tǒng)清洗方法相比，激光清洗具有明顯的優(yōu)點。

2.激光淬火
激光淬火采用高能量激光作為熱源，使金屬表面快熱快冷，瞬間完成淬火過程，得到高硬度、超細(xì)的馬氏體組織，提高金屬表面的硬度和耐磨性，并且在表面形成壓應(yīng)力，提高抗疲勞能力。這項工藝的核心優(yōu)勢包括熱影響區(qū)小、變形量小、自動化程度高、選區(qū)淬火柔性好、細(xì)化晶粒硬度高和智能環(huán)保。譬如激光光斑可調(diào)，能夠?qū)θ我鈱挾鹊奈恢眠M(jìn)行淬火；其次，激光頭配合多軸機(jī)器人聯(lián)動，可對復(fù)雜零件的指定區(qū)域進(jìn)行淬火。又如，激光淬火極熱速冷，淬火應(yīng)力及變形小。激光淬火前后工件的變形幾乎可以忽略，因此特別適合高精度要求的零件表面處理。當(dāng)前，激光淬火已成功應(yīng)用于汽車行業(yè)、模具行業(yè)、五金工具、機(jī)械行業(yè)中易損件的表面強(qiáng)化，尤其是在提高齒輪、軸面、導(dǎo)軌、鉗口、模具等易損件的使用壽命方面，效果顯著。激光淬火的特點如下：
1）激光淬火是快速加熱、自激冷卻，不需要爐膛保溫和冷卻液淬火，是一種無污染綠色環(huán)保熱處理工藝，可以很容易實行對大型模具表面進(jìn)行均勻淬火；
2）由于激光加熱速度快，熱影響區(qū)小，又是表面掃描加熱淬火，即瞬間局部加熱淬火，所以被處理的模具變形很小；
3）由于激光束發(fā)散角很小，具有很好的指向性，能夠通過導(dǎo)光系統(tǒng)對模具表面進(jìn)行精確的局部淬火；
4）激光表面淬火的硬化層深度一般為0.3～1.5mm。