1. Tekniske principper og kernefordele

Laserhærdningsteknologi bruger en laserstråle med høj energitæthed som varmekilde. Laserstrålen, der genereres af et lasersystem, transmitteres og fokuseres gennem et præcist optisk system for at danne en plet med høj energitæthed, hvilket muliggør præcis varmebehandling på overfladen af ​​metalsubstratet. Denne proces overgår betydeligt traditionelle metoder såsom flammehærdning og mellem- og højfrekvent induktionshærdning, primært på grund af den præcise styring af laserstrålens energi. Den formede laserstråle besidder unikke egenskaber såsom høj energitæthed og fremragende retningsbestemthed.

2. Grundlæggende procesfunktioner

1. Ultrahøj overfladehårdhed

Overfladehårdheden efter laserhærdning er betydeligt højere end ved konventionelle hærdningsprocesser, med hårdhedsforøgelser fra 5% til 20%Denne betydelige hårdhedsforøgelse skyldes primært den finkornede martensitiske struktur, der dannes under laserens hurtige opvarmnings- og afkølingsproces.

2. Præcis kontrol af hærdet lag

• Effektiv hærdet lagtykkelse: kontrollerbar inden for området 0.2-1.0mm
• Enkelt hærdet båndbredde: lige fra 1.5 til 60mm
• Overlappende behandlinger med flere gennemløb understøttes, hvilket muliggør ensartet hærdning over store områder.

3. Minimal varmepåvirket zone og deformation

Den varmepåvirkede zone (HAZ) ved grænsefladen mellem det hærdede lag og basismaterialet er ekstremt lille og spænder typisk fra 0.3 til 1.5mmDenne lokaliserede varmetilførselskarakteristik styrer effektivt emnets samlede deformation, hvilket gør processen særligt velegnet til overfladeforstærkning af præcisionskomponenter.

4. Fleksibel procesimplementering

Arbejdsafstanden mellem bearbejdningshovedet og emnets overflade opretholdes inden for området 100-300mm, hvilket giver rigelig plads til procesimplementering. Denne teknologi understøtter lokaliseret præcisionshærdning og er også velegnet til tilpasset varmebehandling til komplekse geometrier, der udviser enestående procesfleksibilitet og kontrol.

3. Materialeforstærkningsmekanisme

Laserhærdning er en af ​​nøgleteknologierne til overfladeforstærkning af materialer. Under laserhærdningsprocessen fører laserens hurtige opvarmning og afkøling på materialeoverfladen til dannelsen af martensit med højt kulstofindhold og finplade, austenit med høj dislokationsdensitet, sorbitog hårde karbiderDisse mikrostrukturer forbedrer materialets slidstyrke og korrosionsbestandighed betydeligt, hvilket forbedrer emnets overfladeegenskaber.

4. Procesparameterforskning

Eksisterende forskning har vist, hvordan ændringer i lasereffekt og scanningshastighed under hærdning af laserfasetransformationen påvirker dybde og hårdhed af det hærdede lag. Forskning i de faktorer, der påvirker smelteabkølingsprocesser, er dog relativt begrænset. Selvom der opstår en vis deformation efter smelteabkøling, muliggør denne proces dybere hærdede lag, hvilket gør den yderst værdifuld til anvendelser.

Eksperimentelt design og metoder

Lasersmelteslukningsforsøg blev udført ved hjælp af 42CrMo stålmed fokus på at analysere, hvordan laserkraft og scanningshastighed påvirker den resulterende struktur og ydeevne. YLS-3000 fiberlaser blev brugt til overfladesmelteafkøling, hvor prøver blev taget fra midten af ​​de behandlede områder til yderligere analyse.

Materialer og testning

• Materiale: 42CrMo legeret konstruktionsstål
• Mål: 20mm x 20mm x 11mm
• Basishårdhed: 310 HV
• Overfladeruhed: 3.0
• Kemisk sammensætning:
  • 0.54 % C
  • 1.32% Cr
  • 0.39 % Mo
  • 0.45% Si
  • 0.78% Mn
  • Balance: Fe

Testmetoder

• Mikrostruktur af det hærdede lag observeret ved hjælp af en ZEISS Imager.A2m stereomikroskop og Hitachi S-3400 scanningselektronmikroskop
• Hårdhedstest ved hjælp af en Vickers hårdhedsmåler til husholdningsbrug med lille belastning
• Dybde af hærdet lag bestemt ved hjælp af Vickers hårdhed kombineret med metallografiske billeder

5. Eksperimentelle resultater og analyse

De eksperimentelle resultater indikerer, at dybden af ​​det hærdede lag stiger med højere lasereffekt og lavere scanningshastighed, mens dybden aftager med lavere lasereffekt og højere scanningshastighedBlandt disse faktorer har lasereffekt en mere betydelig indflydelse på det hærdede lags dybde. Denne opdagelse giver et vigtigt grundlag for optimering af procesparametre.

6. Konklusion og Greenstone-Techs innovation

Gennem systematisk procesforskning og parameteroptimering forbedrer Greenstone-Tech løbende ydeevnen af ​​laserhærdningsteknologi. Vi tilbyder vores kunder præcise og effektive overfladeforstærkningsløsninger, der opfylder de forskellige behov for forbedring af komponenternes ydeevne på tværs af forskellige brancher.