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1、《热加工工艺》2004年第7期技术论坛57金属材料的激光相变硬化机理及其工艺参数优化吴健(江苏广播电视大学宜兴学院,江苏宜兴214200)摘要:简要介绍了激光表面技术中的激光相变硬化,阐述了金属材料的激光相变硬化机理,分析了激光功率、扫描速度和光斑直径等工艺参数对硬化效果的影响,指出用激光能量密度描述激光加工工艺参数之间的耦合作用对硬化效果的影响规律。关键词:激光相变硬化;硬化机理;激光工艺参数中图分类号:TG156.99文献标识码:A文章编号:1001-3814(2004)07-0057-03MechanismofMetal'sLaserTransformationHarden
2、ingandOptimumofLaserTechnicalParametersWUJian(YixingCollege,JiangsuRadio&TelevisionUniversity,Yixing214200,China)Abstract:Thisthesisbrieflyintroduceslasertransformationhardening(LTH)amonglasersurfacetreatmenttech-nology,demonstratesthemechanismofmetal'sLTHandanalyzestheinfluencesoftechnicalpa
3、rameterssuchaslaserpower,scanningvelocityandthesizeoflaserbeamonthehardeningresults,andpointsouttheinfluencelawofthecou-plingeffectbetweentechnicalparametersdescribedbylaserpowerdensityonthehardeningresults.Keywords:lasertransformationardening(LTH);hardeningmechanism;optimumlasertechnicalpara
4、meters4激光相变硬化也称激光淬火,功率密度范围为10度可达1mm,甚至2mm。工件表面硬度和强度都很52～10W/cm,是一个急冷急热的热处理过程。激光对高,而心部仍保持原有的高韧塑性,使材料获得良好的工件的加热速度和冷却速度比常规热处理方法要高得综合性能,也可使普通材料达到优质材料所具有的强494多,加热速度可达10～10℃/s,冷却速度达10～度和硬度,从而节约材料,降低生产成本。激光相变硬510℃/s,因此最终得到的组织结构比常规热处理方法化技术是一种精密的节能热处理技术,可对形状复杂得到的组织要细小,位错密度提高,固溶含碳量增多,的零件和不能用其他常规方法处理的零
5、件进行局部硬从而实现材料的表面强化。激光硬化处理后的工件表化处理,可精确控制硬化层,且表面光洁度高,可成为面硬度高,通常比常规淬火的硬度提高15%～20%,工件加工的最后工序。激光相变硬化依靠热量由表及其耐磨性可提高2～4倍,强化层深度通常为里的传导来进行自冷,无需其它冷却介质,能耗低,不0.3～0.5mm,当采用更大功率的激光器时,强化层深污染环境,工艺周期短,生产效率高,工艺过程易于实现程控或数控。鉴于激光相变硬化处理技术的这些独越来越广泛,其规格及品种也日趋增多,要完全杜绝其特优点,它适用于其它硬化技术所不能完成或难以实焊接冷裂的产生,提高结构件的可靠性,对低合金高强现的某
6、些零件及其局部部位的表面强化处理。目前,激度钢焊接缺陷的成因探讨、研究及寻找解决对策也越光相变硬化技术已在许多发达国家得到了广泛应用,来越迫切和重要。使诸如汽车、模具、航空等许多工业领域获得了可观的经济效益。参考文献:[1]哈尔滨焊接研究所.普通低合金钢的焊接及应用[M].北京:机械1激光相变硬化机理工业出版社,1980.[2]许华忠.实用金属手册[M].北京:机械工业出版社,1998.1.1激光淬火的热循环过程[3]张子荣,李异鹤.电焊条[M].北京:机械工业出版社,1996.当激光束快速扫描金属材料表面时,材料表面极[4]周振丰,张文铖,彭高峨,等.焊接冶金学与金属的焊接性[
7、M].北薄的一层瞬间吸收一部分光能,激光辐照区表层温度京:机械工业出版社,1988.以极快的速度升到奥氏体化温度以上、熔点以下,使仍[5]武钢钢研所.焊接缺陷的主要原因及其防止措施(焊接译文)[M],湖北:湖北科学技术出版社,1975.[6]邹增大.焊接材料、工艺及设备手册[M].北京:机械工业出版社,收稿日期:2004-03-092001.作者简介:吴健(1970-),女,江苏宜兴人,讲师,在读硕士。58TECHNICALFORUMHotWorkingTechnology20
