激光淬火技术在机床零件上的应用

    

大家都知道，激光淬火技术可对各种导轨、大型齿轮、轴颈、汽缸内壁、模具、减振器、摩擦轮、轧辊、滚轮零件进行表面强化。适用材料为中、高碳钢，铸铁。然而随着激光淬火技术的发展，其技术也逐渐成熟，开始应用于机床零件。今天为大家介绍激光淬火技术在机床零件上的应用，主要从以下几方面：

1.数控机床电主轴激光淬火技术应用

(1)主轴及随机附带4个试样，试样直径80mm，壁厚20mm，两端磨平。在采用CO2激光器进行激光硬化前，分别在主轴和试样表面上涂覆一层特别涂料，以增加对激光的吸收。

(2)用5kW的CO2横流式激光器对主轴及试样进行激光淬火，其输出功率P=1800~2000W，扫描速度v=5mm/s，机床转速n=30r/min，扫描宽度2~3.5mm。并采用微机控制淬火机床(工作台)，配备灵活通用的工装夹具，固定淬火工件作平行移动、转动或合成运动。

(3)激光淬火化后的主轴及试样检验 淬硬层深度0.5~1.2mm;表面淬火硬度60~66HRC;组织为外层极细马氏体+少量残留奥氏体，过渡层马氏体+铁素体+渗碳体，内层为原始组织，即回火索氏体。

2.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，以细化晶粒，改善组织结构，降低内应力，并为后续激光淬火做好组织准备。

(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，硬化层组织为细针状马氏体+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，见图5)，(棱形)硬化面积为40%时，导轨耐磨性高。

3.机床离合器联结、花键套、磁轭和齿环的激光淬火技术应用

机床离合器联结、花键套、磁轭和齿环等经激光淬火后，其质量明显优于普通盐浴或感应淬火，解决了联结爪部工作面硬度低、卡爪内侧畸变大，花键套键侧面硬度低、内孔畸变超差、小孔处开裂，磁轭和齿环渗碳淬火畸变大、发生断齿、两者啮合不良、传递力矩不足及发生打滑等缺陷。

实例1 电磁离合器联结(见图7)，材料为45钢，技术要求：硬度≥55HRC，淬硬层深度≥0.3mm，爪部直径畸变≤0.1mm，硬化面积≥80%。

(1)工艺流程

全部机械加工后，在数控激光热处理机上自动进行六个爪的12个侧面激光扫描淬火。

(2)激光淬火工艺

激光输出功率P=1000W，透镜焦距f=350mm，离焦量d=59mm，扫描速度v=1000mm/min，生产节拍t=45s/件。

(3)检验结果

硬度为57~60HRC，淬硬层深度0.3~0.6mm，直径畸变≤±0.03mm，爪侧面100%淬硬。

4.齿轮的激光淬火技术应用

我国从20世纪80年代就开始齿轮激光淬火的研究，同时研制出了多种激光淬火设备，通过多年的发展和成功实践，克服了传统热处理的一些缺点，达到齿轮成本与表面高性能、微畸变的佳组合，现已成为一项实用并极有发展前景的新型表面强化技术。

(1)齿轮激光设备

横流CO2激光器1台，专用配套冷水机组1套，数控加工机床1台，光路系统1套。图10为齿轮激光淬火。

(2)齿轮的激光淬火技术应用实例。

实例 齿轮，材料为30CrMnTi钢，齿面激光淬火后要求：齿面畸变小，表面光洁，不需磨齿。

      以上就是激光淬火技术在机床零件上的应用，看起来复杂，其实只要认真读下来还是蛮好懂的。大家说是不是呢。随着激光淬火技术应用于数控机床，相关的技术也愈发完善，相信将来还会使我们的生活更进