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1、年第期光学机械总第期铁基粉末冶金材料的激光热处理刘要武卜宪章路长琴。摘共本文就铁基粉末冶金材料的激光热处理进行了某些系统的研究结果表明,,,采用此种处理可在保持原粉末冶金材料特性的基础大大改善其某些性能硬度提,一。,高了约倍而耐磨性则提高近倍此外此种材料的激光硬化处理工艺要比通常的钢材更为简便。前言、粉末冶金材料作为一门新学科新工艺应川到工业生产中以来正以惊人的速度向前发。、、、、。,展在航天航空交通机械日用工业方而都在发挥重要作川特别作为机械零件应川,,、、、是很广泛的川谈也越来
2、越大对产品在强度硬度耐磨性抗腐蚀能力土都提出了更。高的要求。·,经成塑和烧结而制成的般多川在汾动摩铁摧粉末冶金材料是以铁粉作为主要原料。,。,擦部位月其受力较小又可利用多沮和游离态石果进行润滑山卜强度和密度较低使应用受到很大限制。在目前的生产工艺中,般不进行热处理。主要是粉末冶金材料密度较低二。,。日不均匀,而月淬火介质或盐炉加热极易腐蚀又易变形’。难以得到均匀的红织为了扩,,大粉末冶金材料的应川范围和提高其使川寿命都了以戈图寻找改善其组织提佰其性能的新。途径,根据激光热处理具仃加热及冷却速度极快等特点
3、在不改变粉末冶金材料的多孔性和,,,存在游离态石墨等优点的前提下进行激光表而处理增强表而强度提高硬度和耐磨性,,。,能减少变形是完全可以达到的文中重点对铁基粉末冶金材料的激光表而硬化处理的,。工艺特点进行论述对其组织与性能的影响做初步的探讨二、试验方法及内容样品的制备。。试验川材料的基本组成及生产工艺如表所示制成三种规格的样品如图所示马云程、吴洪志、关振中同志参加此项工作。一名一图试验用的样品尺寸月口邓火“小衰试脸材料的‘本组
4、成,门一八密度烧结温度℃保温时间激光热处理设备及工艺试验设备采用封离式户连续激光器如,。图连续输出功率约为光束质量,林。,为多模波长为光斑直径为,分采用三种扫描速度别为厂也厂二也犷二并对样品做了加涂层、不加涂层、浸油。等不同方式的预处理图试验用设备直管式激光器、三试验结果及讨论金相组织及分析。试验所采用材料的成份含有的碳由于碳含量直接控制着渗碳体的体积百分,从
5、数而在很大程度上控制着珠光体的数。,量而碳经烧结后以石墨形式存在的约占,。以化合态存在的约为,因此得到的基体显微组织除石墨与硫化物,均起固体润滑作用外主要为片状珠光,体加少量的铁素体图有少量的渗碳体图烧结后的组织。,珠光体加少的铁素体和渗碳体,由于渗碳体硬而脆如果数量过以及游,。离态石虽与硫化物多如超过以上将使材料脆性增大尤一一,,,,,其是做为摩擦材料过多的渗碳体容易划伤表面产生犁沟甚至剥落增加磨料磨损对。摩擦副不利,硬铁慕粉末冶金材料经激光热处理后
6、。化层形貌为球冠形图这主要与激光光斑。的能谈分布和导热方式有关硬化红织除石。果与硫化物外均为隐晶马氏体图过渡区,。到织为细珠光体如图所示激光相变硬化原理和普通热处理基本相‘,图激光硬化带横断面形貌同金属的淬硬仍然是一个奥氏体转变成马图激光相变硬化组织图过渡区组织。,。氏体的过程奥氏体的形成是受扩散支配的过程即存在着平衡只有当奥氏体内部达到均,。,,衡浓度并以超过临界冷却速度冷却后才可能获得均匀马氏体然而已经发现在快速硬,,,,化中不管所经历的过程如何适当提高奥氏体化淬火温度都可加速扩散不管如
7、何,〔‘’。。缩短奥氏体化时间仍可能获得均匀硬化这种分析与图中的硬度分布是相符的样品,,,。表面经激光束扫过后山于是局部硬化加热及冷却过程迅速可允许金属表面瞬时过热,。因此所得到的硬化组织极为细密表面硬度比常规淬火要高一些无疑对提高耐磨性是有利。的性能、硬度硬化层深及带宽,。。表面硬度是在苏联一型显微硬度计上测定加载为结果如图所示军沟次陌口柳科认、‘又口以百口不币闷用口飞卜一燕下孺欢化带充度距未声距妈图硬化带硬度分布曲线到幽‘一一,,。从测试结果可以看
8、出激光热处理后表面硬度得到显著的提高同时因光束能量近似,,。高斯曲线分布故硬化带两边加热温度不足硬度约厂左右从曲线很陡下降可清楚,。看出热影响区很小硬化带宽度和深度与材料的密度及工艺参数密切相关下面将重点讨。,,。论在此部分的试验中均把硬化带控制在范围内深度可达到左右耐磨性能、、,,试验采川摩擦磨损试验机
