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激光淬火技术在金属加工中的应用


激光淬火技术在金属加工中的应用

激光淬火技术,是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面,使其发生相变,形成马氏体淬硬层的过程。
1.激光重熔45钢纳米晶镍镀层
喷射电镀因其具有特殊传质方式,可以在相对简单的条件下获得各种纳米晶体材料,具有工艺简单、操作方便和成本低廉等优点,但用其制备的纳米晶体涂层与基体之间的结合为机械结合,极易从基体表面脱离。为了将喷射电镀镀层与基材之间的机械结合转换为冶金结合,并保持纳米晶尺寸,选用激光对镀层进行重熔处理,利用其能量密度高、材料逐点熔凝和凝固速度快等特点,获得具有良好质量的纳米晶镀层。采用激光重熔技术在45钢表面熔覆纳米晶镍镀层,研究重熔层的显微组织及性能。
基体材料为45钢,试样尺寸为125mm×20mm×5mm。实验前,基体材料依次用500#、1000#和2000#金相砂纸打磨抛光后,经超声波清洗30min后用丙酮溶液分别对其进行去脂,酸洗、水洗处理。实验采用自行研制的喷射电镀装置,阳极为镍棒。在沉积槽内,阳极喷嘴竖直对准水平放置的阴极基体,喷嘴出口距离基体5mm左右。电解液在过滤泵的驱动下经喷嘴垂直喷射到基体上,电解液最后回流至镀液槽。电镀工艺参数为:电流密度70~140A/dm2,喷嘴口径5mm,电解液喷射速度1m/s,pH=4.0,温度50℃左右。电解液成分为:NiSO4·6H2O250g·L-1,NiCl2·6H2O60g·L-1,H3BO340g·L-1。
        2.20CrMnSi低合金钢激光焊接头性能
20CrMnSi钢制汽车变速箱传动齿轮是由2个齿轮在过盈配合的情况下焊接而成,由于它为变速箱中的传动部件,要承载较大的扭矩、拉伸或者挤压,因而必须要具备高的强度、刚度、韧性、良好的耐疲劳性能,以保证其使用性能和寿命。传统方法是用TIG填丝焊接,但由于其加热区域比较大,热量不集中,焊接速度比较慢,高温停留时间长,所以作为焊接薄弱区域的热影响区比较大,晶粒长大倾向大,从而对其组织性能造成不利的影响。而激光焊由于具有热流密度集中、加热速度快、热影响区小、高温停留时间短的特点决定了其焊后晶粒比较细小,组织性能较好,热变形小,所以采用激光焊接方法进行试验研究,以期获得满足要求的焊接接头。
试件材料为20CrMnSi钢,使用Rofindc030CO2激光焊接机焊接,氩气保护,其焊接参数见表1。用光学显微镜研究接头的微观组织。用HV-1000型显微硬度计测试焊接接头的显微硬度。
3.激光熔覆提高高锰钢性能
高锰钢是世界各国通用的一种耐磨钢,1882年第一次获得奥氏体组织的高锰钢,1883年英国人哈德菲尔德(R.A.Hadfield)取得了高锰钢专利。这种奥氏体钢具有加工硬化性质,在冲击或重力挤压下,其表层发生加工硬化现象,硬度可达450~550HBW。这种高硬度的表层使铸件具有良好的耐磨性,而铸件内部由于没有经过加工硬化,仍保持其原有的硬度和韧性。当铸件表面的工作层被磨掉一层后,显露出来的一层又被加工硬化,而同样获得了高硬度。因此高锰钢适用于在重力冲击或挤压的工作条件下经受摩擦的零件。
东莞市华威激光设备有限公司产销各种激光设备:全自动激光焊接机激光打标机脉冲激光热处理机激光熔覆机激光修复机连续纯光纤激光焊接机光纤传输激光焊接机不锈钢激光焊接机花洒激光焊接机卫浴激光焊接机三通管激光焊接机医疗器械激光焊接机,各种五金激光焊接机保温杯激光焊接机水泵叶轮片激光焊接机仿激光焊接机等形成了完整的激光设备系列。

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