激光熔覆與激光合金化的異同

激光熔覆與激光合金化都是利用高能密度的激光束所產生的快速熔凝過程，在基材表面形成于基體相互融合的、具有完全不同成分與性能的合金覆層。兩者工藝過程相似，但卻有本質上的區(qū)別，主要區(qū)別如下：

（1）激光熔覆過程中的覆層材料完全融化，而基體熔化層極薄，因而對熔覆層的成分影響，而激光合金化則是在基材的表面熔融復層內加入合金元素，目的是形成以基材為基的新的合金層。

（2）激光熔覆實質上不是把基體表面層熔融金屬作為溶劑，而是將另行配置的合金粉末融化，使其成為熔覆層的主題合金，同時基體合金也有一薄層融化，與之形成冶金結合。（2）激光淬火工藝采用了常用普通中碳鋼代替昂貴的合金滲碳鋼，從而有效地降低了生產成本，產生了良好的經濟效益。激光熔覆技術制備新材料是極端條件下失效零部件的修復與再制造、金屬零部件直接制造的重要基礎，收到世界各國科學界和企業(yè)的高度重視

機床離合器聯(lián)結、花鍵套、磁軛和齒環(huán)的激光淬火技術應用

機床離合器聯(lián)結、花鍵套、磁軛和齒環(huán)等經激光淬火后，其質量明顯優(yōu)于普通鹽浴或感應淬火，解決了聯(lián)結爪部工作面硬度低、卡爪內側畸變大，花鍵套鍵側面硬度低、內孔畸變超差、小孔處開裂，磁軛和齒環(huán)滲碳淬火畸變大、發(fā)生斷齒、兩者嚙合不良、傳遞力矩不足及發(fā)生打滑等缺陷。該技術的不足之處在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破壞，一般需要后續(xù)機械加工才能恢復。

實例1 電磁離合器聯(lián)結(見圖7)，材料為45鋼，技術要求：硬度≥55HRC，淬硬層深度≥0.3mm，爪部直徑畸變≤0.1mm，硬化面積≥80%。

(1)工藝流程

全部機械加工后，在數(shù)控激光熱處理機上自動進行六個爪的12個側面激光掃描淬火。

(2)激光淬火工藝

激光輸出功率P=1000W，透鏡焦距f=350mm，離焦量d=59mm，掃描速度v=1000mm/min，生產節(jié)拍t=45s/件。

(3)檢驗結果

硬度為57~60HRC，淬硬層深度0.3~0.6mm，直徑畸變≤±0.03mm，爪側面100%淬硬

 超高速激光熔覆技術完成的熔覆涂層冶金質量高、稀釋率低、變形小、表面光潔度高，屬于先進環(huán)保的再制造加工技術，在工業(yè)再制造領域能極大地減少企業(yè)的后續(xù)機加工成本，能有效延長產品使用周期，為企業(yè)節(jié)省大量后期維修費用。和傳統(tǒng)的熔覆激光技術相比，超高速激光熔覆技術的工作效率要快上百倍。普通的激光熔覆技術速率是0.5—2 米/分鐘，而超高速激光熔覆技術可達到50—200 米/分鐘，鍍層速度至少提高了100 倍。超過1平方米/小時的涂層率可以使激光熔覆的成本降低到與鍍硬鉻成本相當。激光束易于聚焦、對準及受光學儀器所導引，可放置在離工件適當之距離，且可在工件周圍的機具或障礙間再導引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發(fā)揮。超高速激光熔覆技術的另一個優(yōu)點是：目前可以在零件表面制備大規(guī)模的不同成分涂層，這將有可能生產出在生命周期內不會磨損的創(chuàng)新零件。