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(chǎn)生的快速熔凝過(guò)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(guò)程相似，但卻有本質(zhì)上的區(qū)別，主要區(qū)別如下：

（1）激光熔覆過(guò)程中的覆層材料完全融化，而基體熔化層極薄，因而對(duì)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(fù)層內(nèi)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(shí)質(zhì)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(shí)基體合金也有一薄層融化，與之形成冶金結(jié)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(chǎn)成本，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。激光熔覆技術(shù)制備新材料是極端條件下失效零部件的修復(fù)與再制造、金屬零部件直接制造的重要基礎(chǔ)，收到世界各國(guó)科學(xué)界和企業(yè)的高度重視

機(jī)床離合器聯(lián)結(jié)、花鍵套、磁軛和齒環(huán)的激光淬火技術(shù)應(yīng)用

機(jī)床離合器聯(lián)結(jié)、花鍵套、磁軛和齒環(huán)等經(jīng)激光淬火后，其質(zhì)量明顯優(yōu)于普通鹽浴或感應(yīng)淬火，解決了聯(lián)結(jié)爪部工作面硬度低、卡爪內(nèi)側(cè)畸變大，花鍵套鍵側(cè)面硬度低、內(nèi)孔畸變超差、小孔處開(kāi)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(shù)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(jī)械加工才能恢復(fù)。

實(shí)例1 電磁離合器聯(lián)結(jié)(見(jiàn)圖7)，材料為45鋼，技術(shù)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(jī)械加工后，在數(shù)控激光熱處理機(jī)上自動(dòng)進(jìn)行六個(gè)爪的12個(gè)側(cè)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(chǎn)節(jié)拍t=45s/件。

(3)檢驗(yàn)結(jié)果

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

 超高速激光熔覆技術(shù)完成的熔覆涂層冶金質(zhì)量高、稀釋率低、變形小、表面光潔度高，屬于先進(jìn)環(huán)保的再制造加工技術(shù)，在工業(yè)再制造領(lǐng)域能極大地減少企業(yè)的后續(xù)機(jī)加工成本，能有效延長(zhǎng)產(chǎn)品使用周期，為企業(yè)節(jié)省大量后期維修費(fèi)用。和傳統(tǒng)的熔覆激光技術(shù)相比，超高速激光熔覆技術(shù)的工作效率要快上百倍。普通的激光熔覆技術(shù)速率是0.5—2 米/分鐘，而超高速激光熔覆技術(shù)可達(dá)到50—200 米/分鐘，鍍層速度至少提高了100 倍。超過(guò)1平方米/小時(shí)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(dāng)。激光束易于聚焦、對(duì)準(zhǔn)及受光學(xué)儀器所導(dǎo)引，可放置在離工件適當(dāng)之距離，且可在工件周圍的機(jī)具或障礙間再導(dǎo)引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無(wú)法發(fā)揮。超高速激光熔覆技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)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(chǎn)出在生命周期內(nèi)不會(huì)磨損的創(chuàng)新零件。