مزایا و کاربردهای تکنولوژی سخت‌کاری سطوح لیزری

May 24, 2024 پیام بگذارید

سخت شدن سطح لیزری چیست؟

 

سخت شدن سطح لیزری یک فرآیند عملیات حرارتی است که از یک پرتو لیزر متمرکز و پر انرژی برای گرم کردن ناحیه موضعی قطعه کار فلزی در بالای نقطه انتقال- آن استفاده می‌کند. همانطور که لیزر به جلو حرکت می کند، فلز سرد اطراف به عنوان یک خاموش کننده عمل می کند و منطقه گرم شده را به سرعت خنک می کند که ریزساختار از آستنیت به مارتنزیت تبدیل می شود. نتیجه یک لایه سطحی سخت و مقاوم در برابر سایش با کمترین تغییر در شکل کلی قطعه است.

 

Kings Laser 3000W fiber laser quenching and hardening system with industrial robotic arm and heavy duty rotary axis

 

از آنجایی که خود ماده پایه خنک کننده را فراهم می کند، سخت شدن لیزری به آب، روغن یا خاموش کننده پلیمری نیاز ندارد. همین تفاوت منفرد ریشه بیشتر مزایایی است که در پی می آید.

 

سخت شدن لیزر در مقابل عملیات حرارتی معمولی

 

روش‌های سخت‌سازی سنتی، هر کدام دارای محدودیت‌های ساختاری یا عملیاتی هستند که سخت‌سازی لیزری از آنها اجتناب می‌کند:

 

روش

خاموش کردن

تغییر شکل

کنترل لایه

مناسب برای

سخت شدن القایی

آب / پلیمر

متوسط

با طراحی سیم پیچ محدود شده است

اشکال ساده و یکنواخت

سخت شدن شعله

آب/هوا

بالا

بیچاره

قطعات بزرگ و ساده

کربورسازی/نیتریدینگ

هیچ (کوره)

متوسط

انتشار-کنترل شده است

دسته ای، قطعات کوچک

سخت شدن لیزر

هیچ (خود-خاموش کننده)

ناچیز

حلقه دقیق و بسته-

قطعات پیچیده و دقیق

 

سه محدودیت ساختاری فرآیندهای مرسوم توضیح می‌دهد که چرا تولیدکنندگان به سختی لیزر روی می‌آورند:

 

  • محدودیت اندازه کوره- قطعات بزرگی که نمی‌توانند در کوره کربورساز قرار بگیرند باید به صورت قطعه‌ای پردازش شوند یا اصلاً پردازش نشوند.
  • وابستگی به سیم پیچسخت شدن القایی - به یک سیم پیچ سفارشی برای هندسه هر قطعه نیاز دارد که هزینه ابزارآلات را برای دسته های کوچک افزایش می دهد.
  • گرمایش یکنواختروش‌های - شعله و القاء به طور گسترده گرم می‌شوند و درمان تنها شیار، سوراخ، لبه یا کناره دندان را بدون تأثیر بر نواحی مجاور دشوار می‌کند.

King's Laser RS-LQM-R3000 3000W fiber laser quenching and hardening machine with robotic arm

دستگاه خاموش کننده لیزر کینگز RS{0}}LQM-R3000 3000 فیبر W

 

5 مزیت کلیدی سخت شدن لیزر

 

1. فرآیند قابل کنترل

 

مسیر سخت شدن را می توان از طریق مدل سازی ریاضی وارد کرد و دما و کیفیت به شکل حلقه بسته کنترل می شوند. سخت شدن لیزری قطعات کار منحنی پیچیده و بزرگ - قالب ها، شفت ها و سوراخ های داخلی - را کنترل می کند که روش های مرسوم را شکست می دهد.

 

2. موضعی، درمان انتخابی

 

موقعیت، مساحت، سختی و یکنواختی لایه سخت شده دقیقاً کنترل می شود، بنابراین فقط سطح عملکردی درمان می شود در حالی که بقیه قسمت نرم و سخت می ماند.

 

3. عملکرد سطح برتر

 

ریزساختار سخت‌شده دارای دانه‌های مارتنزیتی بسیار ریز و چگالی نابجایی بالا است که به‌طور قابل‌توجهی مقاومت به سایش سطح و رفتار ضد{0}}ضد گاز را بهبود می‌بخشد.

 

4. گرمای کوچک-منطقه تحت تأثیر

 

سطح در مدت زمان بسیار کوتاهی گرم و سرد می شود و تنش سختی کم و حداقل اعوجاج ایجاد می کند. این برای قطعات با دقت بالا تعیین کننده است.

 

5. سختی بالاتر

 

لایه سخت شده معمولاً 1-3 HRC سخت تر از سطوح القایی{2}}سخت شده است، با مقاومت سایش که تقریباً می تواند دو برابر شود.

 

کاربردهای صنعتی

 

سخت شدن لیزر به طور گسترده ای برای قطعات مستعد سایش در متالورژی، ماشین آلات و تولیدات پتروشیمی، به ویژه غلتک ها، راهنماها، چرخ دنده ها و لبه های برش استفاده می شود. استحکام سطح چرخ دنده و قالب در سال‌های اخیر سریع‌ترین رشد را داشته است، زیرا این اجزا هم سختی سطح بالا و هم پایداری ابعادی محکم را می‌طلبند - دقیقاً همان چیزی است که سخت شدن لیزر خود-خنثی شده ارائه می‌کند.

 

Precision laser surface hardening process applied to industrial steel gear teeth

سخت شدن لیزر دنده ای

 

High-precision laser surface hardening process on a multi-cavity injection mold die

قالب های سختی لیزری

 

Industrial laser quenching head processing an internal and external ring gear for heavy duty machinery

سخت شدن لیزری چرخ دنده

 

Laser surface hardening head applying precise internal quenching to an industrial cylinder liner

سختی لیزر لاینر سیلندر

 

نتیجه گیری

 

سخت شدن سطح لیزری، کوئنچ‌ها، کوره‌ها و کویل‌های سفارشی را با فرآیندی-خود خاموش شونده و دقیقاً کنترل‌شده جایگزین می‌کند که فقط در صورت نیاز سخت می‌شود. برای یک مرور فنی کامل از فناوری و اساس متالورژیکی آن، به راهنمای ما مراجعه کنیدتکنولوژی خاموش کردن لیزر. برای درک عمیق مکانیسم های اساسی، بخوانیدنحوه کار سخت شدن لیزر- فرآیندهای تبدیل فاز، ذوب و سخت شدن ضربه را پوشش می دهد. برای تولید-سیستم آماده، دستگاه خاموش کننده لیزر فیبر King's Laser RS-LQM-R3000 3000W را بررسی کنید.