1、 激光淬火工艺激光淬火工艺课程名称：激光加工技术课程名称：激光加工技术主讲教师：王文权主讲教师：王文权 单位：浙江工贸职业技术学院单位：浙江工贸职业技术学院1. 1. 教学目标教学目标 了解激光表面淬火的原理和工艺特点。了解激光表面淬火的原理和工艺特点。2.1 2.1 激光淬火的概念激光淬火的概念 激光淬火又称激光相变硬化，就是利用激光将金属材料加激光淬火又称激光相变硬化，就是利用激光将金属材料加热到相变点以上但低于熔点，依靠金属材料自身传导快速冷却热到相变点以上但低于熔点，依靠金属材料自身传导快速冷却达到淬火的目的，其实质是马氏体相变硬化。达到淬火的目的，其实质是马氏体相变硬化。2.2.激光
2、表面淬火介绍激光表面淬火介绍图图1 1 激光的不同热作用与强化类型激光的不同热作用与强化类型图图2 2 激光参数与不同应用的关系激光参数与不同应用的关系激光淬火激光淬火激光淬火与传统淬火热处理机理完全一致：激光淬火与传统淬火热处理机理完全一致：A A化后以大于化后以大于M M形成的形成的临界冷却速度冷却下来。临界冷却速度冷却下来。2.2 2.2 激光淬火的原理激光淬火的原理图图3 3 钢材不同热处理的加热温度钢材不同热处理的加热温度图图4 4 共析钢的等温转变图共析钢的等温转变图（1 1）获得晶粒极细的马氏体；）获得晶粒极细的马氏体；（2 2）淬硬层中位错密度很高；）淬硬层中位错密度很高；（3
3、 3）表层形成压应力。）表层形成压应力。2.2 2.2 激光淬火的原理激光淬火的原理图图5 5 共析钢的等温转变和连续转变图共析钢的等温转变和连续转变图（1 1）激光淬火后工件获得的马氏体晶粒更细，位错密度更高，强）激光淬火后工件获得的马氏体晶粒更细，位错密度更高，强度比常规淬火提高度比常规淬火提高5%-20%5%-20%；（2 2）加热速度快，热影响区小，淬火应力及变形小；）加热速度快，热影响区小，淬火应力及变形小；（3 3）热处理的柔性好，可对深孔、凹槽等进行局部硬化；）热处理的柔性好，可对深孔、凹槽等进行局部硬化；（4 4）工艺周期短，生产效率高，容易实现自动化；）工艺周期短，生产效率高
4、，容易实现自动化；（5 5）激光淬火无需冷却介质，对环境污染小。）激光淬火无需冷却介质，对环境污染小。2.3 2.3 激光淬火的特点激光淬火的特点2.4 2.4 影响激光淬火效果的因素影响激光淬火效果的因素工艺因素工艺因素（1 1）光斑直径：影响淬火层宽度；光斑直径：影响淬火层宽度；（2 2）激光功率、扫描速度：淬火层深度）激光功率、扫描速度：淬火层深度一般激光淬火使用的功率密度一般激光淬火使用的功率密度10104 4W/cmW/cm2 2( (过高导致材料熔化）过高导致材料熔化）图图6 6 激光淬火表面层不同位置的硬度分布激光淬火表面层不同位置的硬度分布图图7 7 淬火硬化层深度与扫描速度的
5、关系淬火硬化层深度与扫描速度的关系（3 3）淬火前预处理：影响吸收率）淬火前预处理：影响吸收率 磷化、黑化或涂覆红外能量吸收材料，其中黑化方法简单可磷化、黑化或涂覆红外能量吸收材料，其中黑化方法简单可行：胶体石墨和含碳黑的涂料刷涂到工件表面，可提高吸收率达行：胶体石墨和含碳黑的涂料刷涂到工件表面，可提高吸收率达90%90%以上。以上。表表1 1 激光表面淬火应用实例激光表面淬火应用实例图图8 8 激光淬火处理齿轮内齿激光淬火处理齿轮内齿 (40Cr)(40Cr)图图9 9 激光淬火处理炮管内堂激光淬火处理炮管内堂 （38CrNi3MoV)38CrNi3MoV)图图10 10 船用缸套的激光淬火处理船用缸套的激光淬火处理3. 3. 小结小结 本次课介绍了激光淬火的机理、特点和应用，激光淬本次课介绍了激光淬火的机理、特点和应用，激光淬火比传统热处理获得的淬硬层硬度更高。火比传统热处理获得的淬硬层硬度更高。4. 4. 作业思考题作业思考题 1 1）激光淬火的机理与材料的常规热处理机理是否相同？）激光淬火的机理与材料的常规热处理机理是否相同？ 2 2）与材料的常规淬火处理相比，激光淬火有什么特点？）与材料的常规淬火处理相比，激光淬火有什么特点？
