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1、第35卷 第12期Vol135No1122010年12月HEATTREATMENTOFMETALSDecember2010绿色热处理工艺—激光热处理111,2吴培桂,陈莹莹,张光钧(11上海工程技术大学材料工程学院,上海 201620;21上海工程技术大学激光工业技术研究所,上海 201620)摘要:建立了激光热处理工艺的理论能耗计算公式,并以激光相变强化为例,用CO2激光器对30CrMnSiA钢进行热处理,激光功率1155kW,扫描速度12mm/s,光斑直径10mm,可以使材料的平均疲劳寿命提高40%,CO2激光器的电光转化效率为26%,材料对激光的吸收
2、效率为0194。经计算,激光热处理能耗仅为传统热处理能耗的216%～1516%。而一系列的研究也表明,经过激光热处理后材料的使用性能及寿命得到了显著的提高。关键词:激光热处理;能耗;污染;使用寿命中图分类号:TG156199 文献标志码:A 文章编号:025426051(2010)1220029205Greenheattreatment—laserheattreatmentprocess111,2WUPei2gui,CHENYing2ying,ZHANGGuang2jun(11SchoolofMaterialsEngineering,ShanghaiU
3、niversityofEngineeringScience,Shanghai201620,China;21LaserIndustrialTechnologyResearchInstitute,ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai201620,China)Abstract:Thetheoreticalformulaforcalculatingenergyconsumptionofthelaserheattreatmentwasestablished,andlasertransformationhard
4、eningasanexample,havingtheheattreatmenton30CrMnSiAsteelbyusingCO2laser,laserpower1155kW,scanningspeed12mm/s,spotdiameterof10mm,canincreasetheaveragefatiguelifeofthematerialby40%,theelectro2opticalconversionefficiencyofCO2laseris26%,thelaserabsorptionrateis01941Accordingtocalculati
5、on,theenergyconsumptionoflaserheattreatmentis216%21516%ofthetraditionalone1Andtheseriesofstudieshaveshownthattheperformanceandservicelifeofthematerialsbylaserheattreatmenthavebeensignificantlyimproved1Keywords:laserheattreatment;energyconsumption;pollution;servicelife 环境保护问题受到世界各
6、国的高度重视,已成为经济”。在响应国家政策方面,制造业要加快淘汰高我国的基本国策,其原因在于随着工业的迅猛发展,环能耗、高污染的落后生产能力,推进节能减排的科技创境污染日益加剧,严重威胁经济的可持续发展和人类新。而激光热处理工艺恰好可以弥补传统热处理工艺的生存。我国目前是世界上排污严重的国家之一,根的高能耗、高污染的缺陷,为建立环境友好型社会做出据1995年的统计,世界CO2的排放量约为10000百重要的贡献。万吨,而中国达3007百万吨,仅次于美国,居世界第二。近年来我国的化学需氧量(COD)和SO2的排放量1 传统的未经改造的热处理行业的能都居世界第一
7、,受到国际社会的关注。遏制环境恶化趋耗与污染势,改善环境质量,是一项重大而紧迫的艰巨任务。热处理是提高金属材料力学、物理、化学以及工艺哥本哈根气候变化峰会自2009年12月7日开幕等性能的一种加工技术,是确保许多重要产品的可靠以来,就被冠以“有史以来最重要的会议”、“改变地球性和寿命、增强国内外市场竞争能力的重要手段。机命运的会议”等各种重量级头衔。这次会议试图建立械产品中的重要零件如机床的大部分零件需要热处一个温室气体排放的全球框架,也让很多人对人类当理,汽车中70%～80%的零件需要热处理,工模具、轴前的生产和生活方式开始了深刻的反思。而我国也在承等基
8、础件以及精密件几乎都需要进行热处理。根据响应本次气候峰会的要求,大
