激光淬火技术在机床零件上的应用

来源:图盛激光    关键词:激光淬火技术, 机床, 激光技术,    发布时间:2018-12-04

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大家都知道,激光淬火技术可对各种导轨、大型齿轮、轴颈、汽缸内壁、模具、减振器、摩擦轮、轧辊、滚轮零件进行表面强化。适用材料为中、高碳钢,铸铁。然而随着激光淬火技术的发展,其技术也逐渐成熟,开始应用机床零件。今天为大家介绍激光淬火技术在机床零件上的应用,主要从以下几方面:


1.数控机床电主轴激光淬火技术应用

(1)主轴及随机附带4个试样,试样直径80mm,壁厚20mm,两端磨平。在采用CO2九州体育进行激光硬化前,分别在主轴和试样表面上涂覆一层特别涂料,以增加对激光的吸收。

(2)用5kW的CO2横流式九州体育对主轴及试样进行激光淬火,其输出功率P=1800~2000W,扫描速度v=5mm/s,机床转速n=30r/min,扫描宽度2~3.5mm。并采用微机控制淬火机床(工作台),配备灵活通用的工装夹具,固定淬火工件作平行移动、转动或合成运动。

(3)激光淬火化后的主轴及试样检验 淬硬层深度0.5~1.2mm;表面淬火硬度60~66HRC;组织为最外层极细马氏体+少量残留奥氏体,过渡层马氏体+铁素体+渗碳体,内层为原始组织,即回火索氏体。


2.数控机床镶钢导轨的激光淬火技术应用

(1)预备热处理

导轨经锻造后,进行常规的正火及调质处理,以细化晶粒,改善组织结构,降低内应力,并为后续激光淬火做好组织准备。

(2)激光淬火设备及工艺参数

采用国产31.5kW二氧化碳九州体育及激光加工机床,激光输出功率P=900W,光斑直径为4mm,离焦量d=240mm,扫描速度v=10m/s。

经上述工艺处理后的导轨,淬火区淬硬层深度为0.58mm,硬化带宽为4.47mm,硬化层组织为细针状马氏体+部分残留奥氏体,表面硬度为724~797HV0.1,相当于61~64HRC。

(3)磨损试验

磨损试验结果表明,当激光扫描淬火花纹为45°斜线(与导轨棱边成45°斜线,见图5),(棱形)硬化面积为40%时,导轨耐磨性高。


3.机床离合器联结、花键套、磁轭和齿环的激光淬火技术应用

机床离合器联结、花键套、磁轭和齿环等经激光淬火后,其质量明显优于普通盐浴或感应淬火,解决了联结爪部工作面硬度低、卡爪内侧畸变大,花键套键侧面硬度低、内孔畸变超差、小孔处开裂,磁轭和齿环渗碳淬火畸变大、发生断齿、两者啮合不良、传递力矩不足及发生打滑等缺陷。

实例1 电磁离合器联结(见图7),材料为45钢,技术要求:硬度≥55HRC,淬硬层深度≥0.3mm,爪部直径畸变≤0.1mm,硬化面积≥80%。

(1)工艺流程

全部机械加工后,在数控激光热处理机上自动进行六个爪的12个侧面激光扫描淬火。

(2)激光淬火工艺

激光输出功率P=1000W,透镜焦距f=350mm,离焦量d=59mm,扫描速度v=1000mm/min,生产节拍t=45s/件。

(3)检验结果

硬度为57~60HRC,淬硬层深度0.3~0.6mm,直径畸变≤±0.03mm,爪侧面100%淬硬。


4.齿轮的激光淬火技术应用

我国从20世纪80年代就开始齿轮激光淬火的研究,同时研制出了多种激光淬火设备,通过多年的发展和成功实践,克服了传统热处理的一些缺点,达到齿轮成本与表面高性能、微畸变的最佳组合,现已成为一项实用并极有发展前景的新型表面强化技术。

(1)齿轮激光设备

横流CO2九州体育1台,专用配套冷水机组1套,数控加工机床1台,光路系统1套。图10为齿轮激光淬火。

(2)齿轮的激光淬火技术应用实例。

实例 齿轮,材料为30CrMnTi钢,齿面激光淬火后要求:齿面畸变小,表面光洁,不需磨齿。

以上就是激光淬火技术在机床零件上的应用,看起来复杂,其实只要认真读下来还是蛮好懂的。大家说是不是呢。随着激光淬火技术应用于数控机床,相关的技术也愈发完善,相信将来还会使我们的生活更进一步。