激光淬火,也称激光热处理、激光硬化,是一种利用聚焦后的激光束快速加热金属材料表面,使其发生相变,形成马氏体淬硬层的高新技术。其技术特质主要体现在以下几个方面:
1. 加热和冷却速度快
激光淬火能够实现材料的高速加热和高速冷却。加热速度可达104~109℃/s,冷却速度也远大于常规淬火方法,这使得淬火过程非常迅速。
2. 淬火组织细小且硬度高
由于加热和冷却速度快,激光淬火得到的马氏体晶粒更细,位错密度更高,因此硬度更高,耐磨性也更好。通常,激光淬火的硬度比常规淬火高5%~10%。
3. 变形极小甚至无变形
激光淬火过程中的热影响区小,对基材的性能及尺寸影响小,因此工件变形极小,甚至无变形。这一特点使得激光淬火特别适合于高精度零件的处理。
4. 无需回火,不易产生裂纹
激光淬火表面得到压应力,不易产生裂纹,且无需进行后续的回火处理,简化了工艺流程。
5. 适用性广
激光淬火技术不受感应器制造难度的限制,可用于形状复杂的零件,如盲孔、内孔、小槽、薄壁零件等。同时,它也可以方便地处理大尺寸工件和局部区域。
6. 易于实现自动化和精确控制
激光淬火过程易于实现自动化操作,且加热层深度和加热轨迹容易控制。这使得激光淬火在生产中具有很高的灵活性和效率。
7. 绿色环保
激光淬火是一种清洁、高效的淬火工艺,无需水、油等冷却介质,无废气废水排放,符合现代工业对环保的要求。
8. 淬火层深度可控
激光淬火的硬化层深度可根据需要调整,一般在0.3~2.0mm之间。这使得激光淬火能够满足不同零件对硬化层深度的要求。
9. 适用于多种材料
激光淬火技术适合的材料广泛,包括各种中高碳钢、工具钢、模具钢以及铸铁材料等。