【摘要】利用激光表面處理技術(shù)能使低等級材料實(shí)現高性能表面改性，達到零件制造低成本與工作表面高性能的最佳組合，具有可觀(guān)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。激光硬化依靠材料基體的熱傳導進(jìn)行自冷淬火，無(wú)須冷卻介質(zhì)和相關(guān)配套裝置，成本低，且對環(huán)境無(wú)污染。
【關(guān)鍵字】激光,激光技術(shù),激光表面硬化
利用激光表面處理技術(shù)能使低等級材料實(shí)現高性能表面改性，達到零件制造低成本與工作表面高性能的最佳組合，具有可觀(guān)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。激光硬化依靠材料基體的熱傳導進(jìn)行自冷淬火，無(wú)須冷卻介質(zhì)和相關(guān)配套裝置，成本低，且對環(huán)境無(wú)污染。激光表面硬化處理后的零件表面硬度比常規淬火硬度提高 15% ～20%，硬化層深度通常為 0.3～0.5 mm，若采用更大功率的激光器，可達 1 mm。激光硬化的熱影響區小，淬火應力及變形小，后續加工余量小，甚至有些工件經(jīng)激光處理后可直接使用。
激光束的能量可連續調整，并且沒(méi)有慣性，配合數控系統，可以對形狀復雜的零件和其它常規方法難以處理的零件進(jìn)行局部硬化處理，也可以在零件的不同部位進(jìn)行不同的激光硬化處理。正因為激光表面處理的上述特點(diǎn)，它特別適用于常規硬化處理(如滲碳和碳氮共滲淬火、氮化及高中頻感應加熱淬火等)所難于實(shí)現的某些零件及其局部位置的表面強化處理，因此在模具制造中具有獨特優(yōu)勢：可實(shí)現用低檔模具鋼或鑄鐵替代高檔模具鋼;用國產(chǎn)模具鋼替代進(jìn)口模具鋼;可對模具實(shí)行增強性修復(再制造工程) ，降低模具制造成本。在模具制造中應用激光表面硬化技術(shù)，可以集設計、材料選擇、制模、檢驗、修復等技術(shù)于一體，大幅度縮短設計制造周期，降低生產(chǎn)成本，變革模具制造方式，最終整合提升整個(gè)模具產(chǎn)業(yè)水平。這些優(yōu)點(diǎn)無(wú)論在技術(shù)性還是在經(jīng)濟性及服務(wù)性上，都是現有傳統技術(shù)所無(wú)法比擬的。
例如，SC6350 微車(chē)縱梁前段厚板材拉延模以往一直是采用 Cr12MoV 材料制造，由 12 個(gè)鑲塊組合而成，由于鑲塊制造時(shí)的淬火變形較大，需要進(jìn)行二次加工，因鑲塊“接縫”的影響，使該模具的加工費用高、周期長(cháng)，零件易出現“拉燒”的現象，一直無(wú)法解決。對模具表面進(jìn)行激光淬火處理，由原 Cr12MoV 等材料的 12 個(gè)鑲塊改用球墨鑄鐵 QT600-2 整體鑄造成型，對型面采用激光強化處理，其硬度達 58～62HRC，淬火后模具無(wú)變形，只需對表面稍作打磨，即可投入使用。與原制造工藝相比，模具采用激光處理后，材料節約40%～60%，加工工時(shí)和刀具費用降低 30%，使用壽命大幅提高。特別值得注意的是，厚板材拉延模使零件“拉燒”的技術(shù)難題，在國際上尚無(wú)很好的解決辦法，而采用激光表面強化工藝處理，就有效解決了這個(gè)技術(shù)難題，提高了沖壓件的表面質(zhì)量和尺寸精度，達到厚板材拉延模的使用要求，使得模具設計上的材料選擇更加廣泛。
又如，微車(chē)覆蓋沖壓件原使用灰口鑄鐵 HT300，硬度僅有 28～32 HRC。模具使用時(shí)只沖壓幾十件甚至幾件工件就需進(jìn)行修模，嚴重影響加工進(jìn)度并增加勞動(dòng)強度。經(jīng)激光對模具型面進(jìn)行淬火強化處理后，硬度可達58 HRC 以上，大大提高了模具的使用壽命，實(shí)驗表明，連續沖壓 5000 個(gè)沖次后，無(wú)須“油光”仍可繼續沖壓。
|
