مزایا و کاربردهای تکنولوژی سخت‌کاری سطوح لیزری

سخت شدن سطح لیزری چیست؟

سخت شدن سطح لیزری از لیزر برای گرم کردن یک ماده در بالای نقطه انتقال فاز آن استفاده می کند که منجر به تبدیل آستنیت به مارتنزیت و تقویت مواد سطحی می شود.

مزایای سخت شدن سطح لیزری

سخت شدن لیزر دارای چگالی توان بالا، سرعت خنک کننده سریع است و نیازی به محیط خنک کننده مانند آب یا روغن ندارد. این یک فرآیند سخت شدن تمیز و سریع است. در مقایسه با فرآیندهای سخت شدن القایی، سخت شدن شعله و سخت شدن کربن، سخت شدن لیزر دارای لایه سخت شدن یکنواخت، سختی بالا (به طور کلی 1-3 HRC بالاتر از خاموش شدن القایی)، تغییر شکل کوچک قطعه کار، کنترل آسان عمق لایه گرمایش و مسیر گرمایش است. و اتوماسیون آسان. این نیازی به طراحی سیم پیچ های القایی مربوطه با توجه به اندازه های مختلف قطعات مانند سخت شدن القایی ندارد و پردازش قطعات بزرگ نیازی به محدود کردن اندازه کوره در طول عملیات حرارتی شیمیایی مانند سخت شدن کربوهیدرات ندارد. بنابراین، فرآیندهای سنتی مانند سخت شدن القایی و عملیات حرارتی شیمیایی به تدریج در بسیاری از زمینه های صنعتی جایگزین می شوند. از اهمیت ویژه ای برخوردار است که تغییر شکل قطعه کار قبل و بعد از سخت شدن لیزر می تواند تقریباً ناچیز باشد و آن را به ویژه برای عملیات سطحی قطعات با دقت بالا مناسب می کند.

در مقایسه با سایر فن آوری های عملیات حرارتی سطح مانند سخت شدن با فرکانس بالا، کربوریزه کردن، نیتریدینگ و غیره، سخت شدن سطح لیزر دارای مزایای منحصر به فردی است:

1. فرآیند سخت شدن قابل کنترل است: می توان آن را از طریق مدل سازی ریاضی به مسیر سخت شدن وارد کرد و دما و کیفیت سخت شدن را می توان دقیقاً به صورت حلقه بسته کنترل کرد. سخت شدن لیزر را می توان برای قطعات کار منحنی بزرگ و پیچیده مانند قالب ها، شفت ها و سوراخ های داخلی قطعه های کاری اعمال کرد.

2. پردازش انتخاب محلی: کنترل دقیق موقعیت، مساحت، سختی و یکنواختی استحکام لایه سخت شده.

3. عملکرد سطح عالی: ریزساختار سخت شده h1 به عنوان دانه های مارتنزیتی بسیار ریز، چگالی نابجایی بالا، و مقاومت در برابر سایش سطح و مقاومت چسبندگی به طور قابل توجهی بهبود یافته است.

4. منطقه متاثر از گرما کوچک: سخت شدن سطح لیزر بسیار گرم و به سرعت خنک می شود و فرآیند سخت شدن را در زمان بسیار کوتاهی با تنش سخت شدن و تغییر شکل کم تکمیل می کند.

5. سختی بالا: سختی لایه سخت شده بالاتر از سختی سنتی است و مقاومت در برابر سایش دو برابر می شود.

کاربردهای سخت شدن سطوح لیزری

سختی لیزری با موفقیت در تقویت سطح قطعات آسیب پذیر در صنایع متالورژی، مکانیکی و پتروشیمی به ویژه در بهبود عمر قطعات آسیب پذیر مانند غلطک ها، راهنماها، چرخ دنده ها و لبه های برش استفاده شده است. اثر قابل توجه است و منافع اقتصادی و اجتماعی قابل توجهی حاصل شده است. در سال های اخیر، تقویت سطح اجزایی مانند قالب ها و چرخ دنده ها نیز به طور فزاینده ای اعمال شده است.

چرخ دنده ها قطعات پرکاربرد در صنعت ساخت مکانیکی هستند. به منظور بهبود ظرفیت باربری چرخ دنده ها، عملیات سخت شدن سطحی مورد نیاز است. با این حال، فرآیندهای سخت‌سازی سنتی دنده، مانند عملیات شیمیایی سطح مانند کربن‌سازی و نیترید کردن، و سخت‌سازی سطح القایی و سخت شدن سطح شعله، دو مشکل اصلی دارند: تغییر شکل بزرگ پس از عملیات حرارتی و دشواری در بدست آوردن یک لایه سخت‌کننده توزیع شده یکنواخت در امتداد پروفیل دندان. ، که بر عمر مفید چرخ دنده ها تأثیر می گذارد.

قالب های سختی لیزری

سخت شدن لیزری چرخ دنده

سختی لیزر لاینر سیلندر