您好 欢迎来到超硬材料网  | 免费注册
远发信息:磨料磨具行业的一站式媒体平台磨料磨具行业的一站式媒体平台
手机资讯手机资讯
官方微信官方微信

齿轮模具激光表面强化技术的发展

关键词 齿轮模具 , 激光 , 表面强化|2012-03-06 09:04:34|技术信息|来源 中国电镀网
摘要 齿轮模具激光表面强化技术是指在数控环境下,利用高能量密度的激光束和涂料或熔覆材料对齿轮或模具表面进行处理,改变其表层的组织或成分,实现表面相变强化或增强性修复的技术。激光相变强化的...

        齿轮模具激光表面强化技术是指在数控环境下,利用高能量密度的激光束和涂料或熔覆材料对齿轮或模具表面进行处理,改变其表层的组织或成分,实现表面相变强化或增强性修复的技术。

   激光相变强化的金属材料学

   所谓激光相变强化,是用激光束扫描工件,使工件表层快速升温到Ac3临界点以上,受热层在光斑移开时,由于工件基体的热传导作用使温度舜间进入马氏体区或贝氏体区,发生马氏体相变或贝氏体相变,完成相变强化过程。

   相变强化工艺具有表面质量好的优点,可根据不同材质、工件热容量大小、以及激光处理工艺参数的不同,实现硬度、强化层深度可控。在传统热处理工艺中影响强化效果的技术因素,在激光相变强化中所起的作用发生了很大变化。

   1.弥散强化和畸变强化

   激光相变强化形成奥氏体,当停止激光照射,金属表面发生马氏体转变。在此工艺环境下形成的奥氏体,不管是表层,还是里层,奥氏体晶粒都没有孕育长大的机会。弥散的奥氏体晶粒,形成弥散的马氏体相或贝氏体相,使组织具有晶格强化的同时具有弥散强化效果。而且,在激冷条件下形成的马氏体晶格,比常规淬火有更高的缺陷密度。与此同时,残余奥氏体也获得极高的位错密度,使金属材料具有畸变强化效果,强度大大提高。

   2.无氧化脱碳淬火

   在传统热处理中,工件在加热过程如没有保护措施,便会发生氧化、脱碳现象,使工件的硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低。

   激光相变强化所使用的吸光涂料具有保护工件表面免遭氧化的性能。

   3.激光强化的抗疲劳机理

   影响金属材料抗疲劳性能的原因之一是疲劳裂纹的萌生时间。磨损和疲劳在材料损伤过程中交互促进,磨损沟痕可成为疲劳裂纹的萌生点,加速疲劳裂纹的萌生,材料表面出现疲劳裂纹后,表面粗糙度严重恶化,磨损也将加剧。

   激光强化层具有较强的抗塑性变形和抗粘着磨损能力。

   4.等强工作层

   常规热处理的冷却方向是由表及里,表面的冷却速度最快,由表及里冷却速度逐渐降低,所以得到了由表及里硬度值下降的梯度分布。

   激光相变强化的加热方向虽然也相同,但表面温度较高,而且加热时间相对较长,可达0.2~0.25s,而里层奥氏体化则是舜间完成,使得表层奥氏体中有更高的碳浓度,有更强的固溶强化效果。激光淬火冷却方向却与常规热处理相反,是由里及表,里层温度虽低,但冷却速度最快,外层温度虽高,有固溶强化优势,但冷却速度最慢,虽然里层碳浓度稍低,但畸变强化和弥散强化更强烈。这样在硬化层内就形成了几乎不变的硬度值分布。

   激光强化件等强工作层避免了常规热处理件一旦表面出现磨损,其磨损速度便加速的现象。

   齿轮激光相变强化工艺技术

   1.材料问题

   激光齿轮宜采用中碳钢,不宜采用低碳钢。

   如果采用低碳钢,齿轮的基体将没有强度保证,降低弯曲疲劳强度。

   2.原始状态

   激光齿轮的最佳原始状态是调质状态,具体操作可与齿轮毛坯锻造后的消除应力热处理相结合。锻坯正火加高温回火获得激光齿轮所希望的调质状态,是低成本之路。

   3.扫描方式

   激光齿轮的扫描方式主要有周向连续扫描,轴向分齿扫描。

   4.齿轮激光强化的预处理技术

   合适的预处理剂是保证齿轮激光强化处理的关键之一,一直以来也是激光加工的难点问题。合理适用的预处理剂和处理工艺,可以防止齿轮表面的淬火裂纹,降低表面烧损敏感性,保证激光处理后齿面精度,增加淬硬层厚度。

   5.无搭接技术和离焦差异问题

   由于齿轮工况要求,齿轮表面硬化层要求沿齿廓合理分布,而齿轮的形状特殊,另外齿轮节圆面不能有淬火带搭接,因此需要专用宽带聚焦系统。

   此外,由于激光束对齿面的照射不能保证齿面不同部位均有相同的离焦量,选择焦点的照射位置是保证齿面硬度分布合理的关键环节。

   6.激光齿轮的性能

   激光齿轮的性能主要是三方面:疲劳性能;如果激光齿轮和调质齿轮均未发现有断齿现象,证明其具有较高的抗弯曲疲劳性能;耐磨性能;使用性能。

 

① 凡本网注明"来源:超硬材料网"的所有作品,均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:超硬材料网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。

② 凡本网注明"来源:XXX(非超硬材料网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。

※ 联系电话:0371-67667020

延伸推荐

国内首创!金刚石激光技术取得重大突破

随着半导体产业的迅猛发展,金刚石因其优异的导热性能、超宽的禁带结构以及较高的载流子迁移率,逐渐成为业界备受瞩目的半导体材料之一。然而,金刚石的加工难度一...

日期 2024-11-06   超硬新闻

大族半导体金刚石QCBD激光切片技术取得重大突破

随着半导体工业的迅猛发展,市场对于更高性能半导体材料的需求日益增长。金刚石以其独特的物理与化学特性,有望在下一代半导体产业中扮演更加重要的角色。金刚石凭...

无锡齐勇半导体科技申请钻石单晶夹持型激光切割设备及方...

金融界2024年10月30日消息,国家知识产权局信息显示,无锡齐勇半导体科技有限公司申请一项名为“种钻石单晶夹持型激光切割设备及方法”的专利,公开号CN118832315A,申请日...

日期 2024-11-01   行业专利

从SiC到GaN,硬脆材料激光剥离技术该往何处发展?

透明硬脆材料由于其出色的机械强度、热稳定性、抗腐蚀性以及优良的光电性能,已被广泛应用于半导体和电子器件制造领域。然而,传统的切片工艺,如金刚线切割,存在...

英诺激光接待3家机构调研,包括中信证券、华创证券、河...

2024年10月14日,英诺激光披露接待调研公告,公司于9月20日接待中信证券、华创证券、河床资本3家机构调研。公告显示,英诺激光参与本次接待的人员共2人,为副总经理、董事会秘书张...

日期 2024-10-15   超硬新闻

英诺激光:超硬材料业务在2024年上半年实现营收19...

英诺激光在投资者关系中表示,公司超硬材料业务在2024年上半年实现营收1,944.29万元,主要为金刚石(钻石)和碳化硅材料的加工。其中,金刚石(钻石)材料在消费领域、工业领域均有...

日期 2024-09-19   上市公司

原点机床申请一种金刚石激光加工机床专利,显著提升了整...

金融界2024年9月11日消息,天眼查知识产权信息显示,广东原点智能技术有限公司申请一项名为“一种金刚石激光加工机床“,公开号CN202411095069.7,申请日期为2024年...

日期 2024-09-12   机床机械

江苏富乐华半导体科技取得一种金刚石激光热沉基板制备方...

金融界2024年9月8日消息,天眼查知识产权信息显示,江苏富乐华半导体科技股份有限公司取得一项名为“一种金刚石激光热沉基板制备方法“,授权公告号CN118291936B,申请日期为...

日期 2024-09-10   行业专利

石化机械申请一种异形金刚石复合片的红外光纤激光精密加...

金融界2024年8月8日消息,天眼查知识产权信息显示,中石化江钻石油机械有限公司、中石化石油机械股份有限公司申请一项名为“一种异形金刚石复合片的红外光纤激光精密加工方法“,公开号C...

日期 2024-08-09   行业专利

三义激光与河南工业大学携手共建超硬材料激光加工校企研...

近日,广州三义激光科技有限公司与河南工业大学签署了校企合作协议,正式成立了超硬材料激光加工校企研发中心,双方将在超硬材料激光加工技术领域展开深度合作,为...

日期 2024-07-29   企业新闻