1. หลักการทางเทคนิคและข้อได้เปรียบหลัก

เทคโนโลยีการชุบแข็งด้วยเลเซอร์ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงเป็นแหล่งความร้อน ลำแสงเลเซอร์ที่สร้างขึ้นโดยระบบเลเซอร์จะถูกส่งผ่านและโฟกัสด้วยระบบออปติคอลที่แม่นยำเพื่อสร้างจุดที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง ทำให้สามารถให้ความร้อนอย่างแม่นยำบนพื้นผิวของวัสดุโลหะ กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพเหนือกว่าวิธีการแบบดั้งเดิม เช่น การชุบแข็งด้วยเปลวไฟและการชุบแข็งด้วยการเหนี่ยวนำความถี่ปานกลางและสูงอย่างมาก ส่วนใหญ่เป็นเพราะการควบคุมพลังงานของลำแสงเลเซอร์ที่แม่นยำ ลำแสงเลเซอร์ที่ปรับรูปร่างแล้วมีคุณลักษณะเฉพาะ เช่น ความหนาแน่นพลังงานสูงและทิศทางที่ยอดเยี่ยม

2. คุณลักษณะกระบวนการพื้นฐาน

1. ความแข็งผิวสูงมากเป็นพิเศษ

ความแข็งของพื้นผิวหลังการชุบแข็งด้วยเลเซอร์สูงกว่ากระบวนการชุบแข็งแบบดั้งเดิมอย่างเห็นได้ชัด โดยความแข็งเพิ่มขึ้นตั้งแต่ % 5 20 ไป%การเพิ่มความแข็งอย่างมีนัยสำคัญนี้เกิดจากโครงสร้างมาร์เทนไซต์ละเอียดที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการให้ความร้อนและทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วด้วยเลเซอร์เป็นหลัก

2. การควบคุมชั้นแข็งตัวอย่างแม่นยำ

• ความหนาของชั้นแข็งตัวที่มีประสิทธิภาพสามารถควบคุมได้ในช่วง 0.2-1.0mm
• ความกว้างของแถบแข็งเดี่ยว: ตั้งแต่ 1.5 ถึง 60mm
• รองรับการรักษาแบบซ้อนทับหลายรอบ ทำให้สามารถดำเนินการได้ การแข็งตัวสม่ำเสมอ ในพื้นที่ขนาดใหญ่

3. บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนและการเสียรูปน้อยที่สุด

บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ที่รอยต่อระหว่างชั้นที่แข็งตัวกับวัสดุฐานนั้นมีขนาดเล็กมาก โดยทั่วไปมีช่วงตั้งแต่ 0.3 ถึง 1.5mmลักษณะการให้ความร้อนเฉพาะจุดนี้ช่วยควบคุมการเสียรูปโดยรวมของชิ้นงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้กระบวนการนี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการเสริมความแข็งแรงของพื้นผิวชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง

4. การนำกระบวนการที่ยืดหยุ่นมาใช้

ระยะห่างในการทำงานระหว่างหัวประมวลผลและพื้นผิวชิ้นงานจะถูกรักษาไว้ในช่วง 100-300mmซึ่งให้พื้นที่กว้างขวางสำหรับการนำกระบวนการไปใช้ เทคโนโลยีนี้สนับสนุน การชุบแข็งแบบแม่นยำเฉพาะจุด และยังเหมาะสำหรับ การอบชุบความร้อนแบบกำหนดเอง สำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน แสดงให้เห็นถึงความยืดหยุ่นและการควบคุมกระบวนการที่ยอดเยี่ยม

3. กลไกการเสริมความแข็งแรงของวัสดุ

การชุบแข็งด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญสำหรับการเสริมความแข็งแรงของพื้นผิววัสดุ ในระหว่างกระบวนการชุบแข็งด้วยเลเซอร์ การให้ความร้อนและการทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วของเลเซอร์บนพื้นผิววัสดุจะนำไปสู่การก่อตัวของ... มาร์เทนไซต์แผ่นละเอียดคาร์บอนสูง, ออสเทนไนต์ที่มีความหนาแน่นของการเคลื่อนที่สูง, ซอร์ไบต์และ คาร์ไบด์แข็งโครงสร้างจุลภาคเหล่านี้ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนของวัสดุได้อย่างมาก และปรับปรุงคุณสมบัติพื้นผิวของชิ้นงานให้ดียิ่งขึ้น

4. การวิจัยพารามิเตอร์กระบวนการ

งานวิจัยที่มีอยู่ได้เปิดเผยให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของกำลังเลเซอร์และความเร็วในการสแกนระหว่างกระบวนการเพิ่มความแข็งด้วยการเปลี่ยนเฟสด้วยเลเซอร์ส่งผลกระทบต่ออย่างไร ความลึก และ ความแข็ง ของชั้นที่แข็งตัว อย่างไรก็ตาม การวิจัยเกี่ยวกับปัจจัยที่มีผลต่อกระบวนการหลอมเย็นนั้นค่อนข้างจำกัด แม้ว่าจะเกิดการเสียรูปบางส่วนหลังจากการหลอมเย็น แต่กระบวนการนี้ช่วยให้ได้ชั้นที่แข็งตัวลึกขึ้น ทำให้มีคุณค่าอย่างมากสำหรับการใช้งาน

การออกแบบและวิธีการทดลอง

การทดลองการหลอมและดับเย็นด้วยเลเซอร์ได้ดำเนินการโดยใช้ เหล็ก 42CrMoโดยมุ่งเน้นการวิเคราะห์ว่ากำลังเลเซอร์และความเร็วในการสแกนส่งผลต่อโครงสร้างและประสิทธิภาพที่ได้อย่างไร เลเซอร์ไฟเบอร์ YLS-3000 ใช้สำหรับทำให้พื้นผิวที่หลอมเหลวเย็นตัวอย่างรวดเร็ว โดยเก็บตัวอย่างจากบริเวณตรงกลางของพื้นที่ที่ได้รับการบำบัดเพื่อนำไปวิเคราะห์เพิ่มเติม

วัสดุและการทดสอบ

• วัสดุ: เหล็กกล้าโครงสร้างอัลลอย 42CrMo
• ขนาด: 20mm x 20mm 11mm x
• ความแข็งของฐาน: 310 เอชวี
• พื้นผิวที่ขรุขระ: 3.0
• องค์ประกอบทางเคมี:
  • 0.54% ซี
  • 1.32% เครดิต
  • โม 0.39%
  • 0.45% ศรี
  • 0.78% แมกนีเซียม
  • สมดุล: Fe

วิธีการทดสอบ

• โครงสร้างจุลภาคของชั้นที่แข็งตัวซึ่งสังเกตได้โดยใช้ กล้องจุลทรรศน์สเตอริโอ ZEISS Imager.A2m และ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน Hitachi S-3400
• การทดสอบความแข็งโดยใช้ เครื่องทดสอบความแข็งวิคเกอร์ขนาดเล็กสำหรับใช้ในบ้าน
• ความลึกของชั้นแข็งตัวถูกกำหนดโดยใช้ ความแข็งของวิคเกอร์ รวมกับภาพทางโลหะวิทยา

5. ผลการทดลองและการวิเคราะห์

ผลการทดลองบ่งชี้ว่า ความลึกของชั้นแข็งตัวเพิ่มขึ้นตาม กำลังเลเซอร์ที่สูงขึ้น และ ลดความเร็วในการสแกนในขณะที่ความลึกจะลดลงตาม กำลังเลเซอร์ต่ำลง และ ความเร็วในการสแกนที่สูงขึ้นในบรรดาปัจจัยเหล่านี้ กำลังของเลเซอร์มีผลกระทบต่อความลึกของชั้นแข็งตัวอย่างมีนัยสำคัญมากที่สุด ผลการค้นพบนี้เป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการปรับพารามิเตอร์กระบวนการให้เหมาะสม

6. บทสรุปและนวัตกรรมของ Greenstone-Tech

ด้วยการวิจัยกระบวนการอย่างเป็นระบบและการปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสม Greenstone-Tech จึงพัฒนาประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการชุบแข็งด้วยเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง เรามอบโซลูชันการเสริมความแข็งแรงของพื้นผิวที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพแก่ลูกค้า เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายในการปรับปรุงประสิทธิภาพของชิ้นส่วนในอุตสาหกรรมต่างๆ