激光淬火優(yōu)勢(shì)：

　　1.激光淬火設(shè)備容易操作，在金屬表面進(jìn)行加熱和冷卻，具有速度快、熱影響小、變形小等特點(diǎn)，適用于表面熱處理;

　　2.激光淬火可以替代傳統(tǒng)淬火工藝，適用于多個(gè)工件的淬火;

　　3.可以控制表面和深度溫度場(chǎng)的分布，對(duì)不同材料的淬火深度可以實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié);

　　4.對(duì)工件進(jìn)行局部淬火時(shí)，激光束不會(huì)直接加熱到工件的表面，而是通過焦點(diǎn)區(qū)域作用于工件的表層。這種方法能工件表面和內(nèi)部的均勻淬火，防止產(chǎn)生馬氏體、珠光體等組織;

　　5.激光淬火可提高材料的耐磨性、抗疲勞強(qiáng)度和抗蝕能力;

　　6.激光淬火可以使材料的力學(xué)性能達(dá)到佳狀態(tài)，如彈性模量和抗拉強(qiáng)度。

　　激光表面淬火的原理與普通熱處理相同，但加熱時(shí)間很短(在千分之幾秒至零點(diǎn)幾秒范圍內(nèi))、面積小、冷卻時(shí)間短，即用激光作為熱源，快速加熱金屬表面一小塊區(qū)域，使其奧氏體化，然后淬火強(qiáng)化。理論和實(shí)踐都證實(shí)，表面溫度和熱穿透深度都與激光照射持續(xù)時(shí)間的平方根成正比。因此，可以通過適當(dāng)調(diào)整光斑尺寸、掃描速度和激光功率來控制表面溫度和熱穿透深度。當(dāng)激光束離開被加熱表面時(shí)，那里的熱量很快轉(zhuǎn)移到表面其余的冷態(tài)，相當(dāng)于自冷淬火，無需采取其他快速冷卻措施。激光束掃描時(shí)，還可以通過改變光束擺動(dòng)的幅度和頻率來調(diào)節(jié)功率密度，從而控制淬火層的深度和覆蓋范圍。

　與普通熱處理相比，激光淬火技術(shù)具有以下特點(diǎn)。

　　1、加熱速度極快，工件熱變形極小。由于激光功率密度高，加熱速率可達(dá)1010℃/s，熱影響區(qū)小，工件熱變形小。

　　2、冷卻速度非?？?。在工件有足夠質(zhì)量的前提下，冷卻速率可達(dá)1023℃/s;不需要冷卻介質(zhì)，通過從表面向內(nèi)部的熱傳導(dǎo)進(jìn)行自冷淬火。

　　3、工件經(jīng)激光淬火后，表面獲得細(xì)小的馬氏體組織，具有較高的表面硬度(比普通淬火硬度值高15%～20%)和較高的疲勞強(qiáng)度(表面有殘余壓應(yīng)力以上) 4000MPa)。

　　4、由于激光束的掃描(加熱)面積很小，可以加工形狀復(fù)雜的工件(如小凹槽、盲孔、小孔、薄壁件等)或局部加工加工非常，還可以根據(jù)需要對(duì)同一零件的不同部位進(jìn)行不同的處理。

　　5、不需要加熱介質(zhì)，不會(huì)排放氣體污染環(huán)境，有利于保護(hù)環(huán)境。

　　6、節(jié)能，且工件表面潔凈，處理后無需打磨，可作為工件精加工的后一道工序。

　　激光表面淬火的大缺點(diǎn)是激光發(fā)生器價(jià)格昂貴。

　　由于激光表面淬火的上述優(yōu)點(diǎn)，雖然研制時(shí)間短，但進(jìn)展快，已成功應(yīng)用于一些機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，如變速箱齒輪、發(fā)動(dòng)機(jī)缸套、軸承套圈和導(dǎo)軌等。鐵軌等等。

應(yīng)用激光淬火優(yōu)化模具加工工藝與傳統(tǒng)火焰淬火相比，激光淬火可以優(yōu)化模具加工工藝，從而有效縮短制造周期，降低制造成本。以下是火焰淬火和激光淬火的工藝流程對(duì)比。

　　火焰淬火模具加工工藝流程：表面粗加工→半精加工→火焰淬火→加工消除變形→鉗工裝配→表面精加工→調(diào)試→研究→發(fā)貨。

　　激光淬火模具加工工藝流程：表面粗加工→半精加工→鉗工裝配→表面精加工→激光淬火→調(diào)試、研配。

　　采用激光淬火模具，淬火前進(jìn)行表面精加工，不僅避免了變形過程，提高了精加工效率，而且采用激光淬火方式的模具加工效率比采用火焰淬火方式提升了 30%以上。

淬火油通常可以用于以下零部件及材質(zhì)：

　　1、 模具：生產(chǎn)曲軸、連桿、轉(zhuǎn)向節(jié)等傳動(dòng)部件需要使用模具，這些模具的尺寸較大，而且不容易淬透，如果冷速過快，工件容易裂開。因此，建議使用快速、超速淬火油。

　　2、 齒輪：這類產(chǎn)品通常需要經(jīng)過滲碳熱處理，以提高齒輪的耐磨性和抗疲勞性能。對(duì)于中小型齒輪，還需要考慮變形性和的要求，因此通常會(huì)使用淬火油作為冷卻介質(zhì)。


　　3、板簧：這類零件的厚度變化較大，容易產(chǎn)生裂紋，同時(shí)也不容易淬硬，因此需要采用快速淬火油。

　　4：標(biāo)準(zhǔn)件：這種產(chǎn)品，其尺寸和形狀都按照特定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造和生產(chǎn)，通常具有統(tǒng)一的規(guī)格和質(zhì)量要求。

　　這種產(chǎn)品材質(zhì)多樣，且大多數(shù)小件零件采用多用連續(xù)爐生產(chǎn)，淬火油進(jìn)行冷卻。此外，軸承鋼、高速鋼和不銹鋼等材料制造的小件產(chǎn)品，同樣也采用多用爐生產(chǎn)，并使用多用爐淬火油作為冷卻介質(zhì)。

　　淬火油的一般使用溫度為60~80攝氏度，并配有冷卻和攪拌裝置，以油品不易老化。在淬火油的使用過程中，嚴(yán)格遵守?zé)崽幚砉に囈螅苑乐雇鈦砦廴?。同時(shí)，還需要監(jiān)測(cè)油品的狀態(tài)，并及時(shí)采取調(diào)整措施，這是淬火油良好使用的重要手段。

　激光淬火技術(shù)在鋼材上的應(yīng)用：

　　激光淬火具有柔性靈活、質(zhì)量穩(wěn)定、定位準(zhǔn)確、工件變形小、應(yīng)力低等特點(diǎn)，適用于機(jī)械制造、冶金、煤礦、石油、石化、兵器、航空航天等領(lǐng)域。激光淬火深度一般為0.8~1.0mm，硬度比傳統(tǒng)淬火高2~3HRC。國(guó)盛激光研發(fā)的激光淬火設(shè)備淬硬層深度可達(dá)2mm。例如大型閥座淬火深度為1-3mm。 75CrMo軋輥淬火深度為2mm，硬度由HS40提高到HS85，使用壽命提高6倍。汽輪機(jī)葉片三維曲面激光硬化層深度、硬度均勻，0.2~0.8mm可控，硬度HV400~490可控。瓦楞輥經(jīng)激光淬火后使用壽命提高5倍。

　　西安國(guó)盛激光淬火設(shè)備采用激光器，工業(yè)機(jī)器人及控制系統(tǒng)，組成多軸聯(lián)動(dòng)的柔性激光加工系統(tǒng)。根據(jù)零件的形狀及工藝需求，定制機(jī)型?，F(xiàn)在又研發(fā)出了八軸淬火設(shè)備和移動(dòng)式激光淬火設(shè)備，更方便了不能移動(dòng)式工件的加工修復(fù)

齒輪激光淬火優(yōu)點(diǎn)：

　　1、特殊優(yōu)點(diǎn)：齒輪經(jīng)過激光淬火后，齒面硬，根軟。

　　2、耐磨性高：經(jīng)過激光淬火處理的齒輪硬度高，金相組織細(xì)密，比傳統(tǒng)淬火工藝具有更好的耐磨性。激光淬火使組織產(chǎn)生壓應(yīng)力，提高齒輪的抗疲勞能力。

　　3、變形?。杭す獯慊瘕X輪齒形變形在0.01mm以內(nèi)，無裂紋，并能保持原有的表面粗糙度。激光淬火后的齒輪可直接安裝使用。

　　4、生產(chǎn)周期短：由于激光淬火變形小，一般不需要再次磨削齒輪，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

　　5、擴(kuò)大齒輪材料選擇范圍：可采用鋼種制造齒輪，并可通過激光淬火提高齒面硬度，使用要求。

激光淬火技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用實(shí)例

　　1、軋輥的激光合金化

　　軋輥是軋鋼機(jī)中產(chǎn)生金屬連續(xù)塑性變形的主要工作部件和工具。長(zhǎng)期惡劣的工作條件會(huì)導(dǎo)致表面起皮、裂紋甚至斷裂。用激光對(duì)軋輥進(jìn)行合金化處理，可有效延長(zhǎng)軋輥的使用壽命。通過棒輥激光合金化處理，不變形、耐高溫、耐腐蝕，鋼材通過能力顯著提高。

　　2、輥底式激光淬火

　　爐底輥?zhàn)鳛楦邷匕迮鱾鬏斆浇椋L(zhǎng)期在充斥腐蝕性氣體的高溫環(huán)境下工作，與高溫板坯直接接觸的輥環(huán)，表面易出現(xiàn)粘鋼、結(jié)瘤、氧化、腐蝕、磨損、高溫蠕變等現(xiàn)象，特別是由粘鋼和結(jié)瘤造成的板坯下表面凹坑、劃痕、重皮等各類質(zhì)量缺陷，在硅鋼、冷軋?jiān)系溶涗撋媳憩F(xiàn)的尤為。在輥環(huán)表面激光淬火一層耐高溫、抗氧化、耐磨損的新材料。爐底輥在使用壽命期間表面結(jié)瘤或氧化皮疏松、剝落，可能影響鋼板，鋼坯的后續(xù)軋制質(zhì)量，可有效提高生產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)效益。激光淬火技術(shù)可對(duì)各種導(dǎo)軌、大型齒輪、軸頸、氣缸內(nèi)壁、模具、減震器、摩擦輪、滾輪、和滾輪零件等表面進(jìn)行強(qiáng)化處理。適用材料為中、高碳鋼和鑄鐵等。

　大型軋輥激光淬火是利用高能激光束對(duì)大型軋輥表面進(jìn)行快速加熱和冷卻，實(shí)現(xiàn)表面硬化和強(qiáng)化的一種表面處理技術(shù)。該技術(shù)具有加工速度快、硬化層深度可控、對(duì)軋輥形狀和尺寸適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，激光淬火廣泛應(yīng)用于鋼鐵、有色金屬、橡膠等行業(yè)的軋輥制造和修復(fù)領(lǐng)域。

　　大型軋輥激光淬火技術(shù)的原理是利用高能激光束快速掃描軋輥表面，使軋輥表面材料在極短的時(shí)間內(nèi)加熱至熔化或沸騰狀態(tài)，然后快速冷卻以實(shí)現(xiàn)表面硬化和強(qiáng)化 。在此過程中，激光束的能量密度、掃描速度、光斑尺寸大小等參數(shù)對(duì)硬化層的深度、硬度、耐磨性等性能有重要影響。


　　大型滾子激光淬火技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面。

　　1、它可以實(shí)現(xiàn)快速加熱和冷卻，從而大大縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

　　2、可以控制淬硬層深度、硬度等性能指標(biāo)，滿足不同工況和工藝要求。

　　3、是對(duì)滾筒形狀尺寸適應(yīng)性強(qiáng)，可處理各種復(fù)雜形狀尺寸的滾筒。

　　4、激光淬火技術(shù)是非接觸式工藝，不會(huì)對(duì)滾輪造成機(jī)械損傷或變形。

　　5、激光淬火技術(shù)具有更好的環(huán)保性能，產(chǎn)生的廢物和污染更少。


　　在鋼鐵行業(yè)，大型軋輥激光淬火技術(shù)主要用于軋輥的制造和修復(fù)。通過激光淬火技術(shù)，可以顯著提高軋輥的硬度和耐磨性，從而延長(zhǎng)軋輥的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。此外，大型軋輥激光淬火技術(shù)也廣泛應(yīng)用于有色金屬、橡膠等行業(yè)的軋輥制造和修復(fù)領(lǐng)域。

　　總之，大型滾子激光淬火技術(shù)是一種的表面處理技術(shù)，具有諸多優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信激光淬火技術(shù)將在未來的生產(chǎn)制造領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。