一、定义与原理 激光热处理,也称激光淬火或激光相变硬化,缩写为LHT。其原理是以高能量激光束快速扫描工件,使被照射的金属或合金表面温度以极快速度升高到相变点以上。激光束离开被照射部位时,由于热传导作用,处于冷态的基体使其迅速冷却而进行自冷淬火,得到较细小的硬化层组织,硬度一般高于常规淬火硬度。 二、特点与优势 精确性:激光热处理技术可以精确控制处理区域,避免了对非处理区域的热影响,从而减少了工件变形。 高效性:激光束的移动速度快,可以在短时间内完成大面积的处理,提高了生产效率。 经济性:激光热处理技术可以成批量的生产高质量的、标准相同的、高精度的产品,降低了废弃率,节省了资金和耗材。 环保性:激光热处理过程中无需使用化学试剂,减少了环境污染。 适用性广:激光热处理适用于多种金属和合金材料,如钢、铁、铝、铜等。 三、工艺流程 激光热处理的工艺流程主要包括预处理、激光淬火和质量检测三个步骤: 预处理:对工件表面进行清理,去除油污、锈迹等杂质,并预置吸光涂层以提高激光的吸收效率。 激光淬火:根据工件的材料和性能要求,确定硬化模型和淬火工艺参数,如激光功率、扫描速度、离焦量等。然后利用激光束对工件表面进行扫描,使其达到相变点以上并进行快速冷却。 质量检测:对处理后的工件进行宏观和微观检测,评估其表面质量、硬度、耐磨性、耐蚀性等性能指标。 四、应用领域 激光热处理技术主要用于强化汽车零部件、工模具等金属构件的表面,提高其表面硬度、耐磨性、耐蚀性以及强度和高温性能等。具体应用领域包括: 汽车制造:如汽车发动机缸孔、曲轴、齿轮等部件的激光热处理。 机械制造:如冲压模具、铸造型板等工模具的激光热处理。 航空航天:如飞机发动机叶片、涡轮盘等高温部件的激光热处理。 五、市场与发展趋势 随着激光技术的不断发展和普及,激光热处理设备市场呈现出快速增长的态势。特别是在半导体行业,激光热处理设备已成为不可或缺的表面处理设备之一。未来,随着新材料、新工艺的不断涌现以及市场对高性能金属构件需求的不断增加,激光热处理技术将迎来更加广阔的发展前景。 综上所述,激光热处理技术以其精确性、高效性、经济性、环保性和适用性广等优点,在工业领域得到了广泛应用。未来,随着技术的不断进步和市场的不断拓展,激光热处理技术将发挥更加重要的作用。 |
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