激光淬火
關注創建者：匿名 創建時間：2025-12-05
激光淬火的視頻教程
激光淬火的實例教程
大型齒輪減速機在齒面激光淬火后，表面硬度提升但可能引起熱應力與微觀形變，導致實際嚙合間隙分布改變。為確保齒輪嚙合穩定性、接觸應力分布與壽命，需要對嚙合間隙進行重新評估和必要的再配合。
大型齒輪減速機齒面激光淬火后，常需重配嚙合間隙，原因如下：
一、淬火影響齒面尺寸形狀
1.熱脹變形：激光淬火時，齒面快速熱脹冷縮，雖熱影響區小，但對高精度的大型齒輪，微小膨脹可能改變尺寸，如齒厚增加致嚙合間隙變小。
2.微觀組織變化：淬火使齒面微觀組織轉變，比容改變，引起尺寸微動，影響嚙合精度。
二、關乎齒輪傳動性能
1.平穩性受擾：間隙不當破壞傳動平穩。過小致摩擦增大、振動噪聲加劇及磨損加快；過大則產生沖擊，降傳動精度。重配間隙可保平穩，減振動沖擊。
2.承載能力受損：過小間隙使齒面應力不均、承載降低，易致失效。重配間隙能均化應力，發揮承載能力，適應重載。
三、滿足設備精度要求
1.影響部件配合：不重配間隙，或影響與軸、軸承等部件配合精度，使軸承受力不均，減軸承壽命。
2.關乎運行精度：大型設備對傳動精度要求高，重配間隙助于保證減速機傳動精度，滿足設備運行需求。
文章來源： https://www.zhboyang.com/news/wenda/7332.html
展開 2021年9月25日，國家重點研發計劃“增材制造與激光制造”重點專項“激光強化技術在航空航天和軌道交通領域的工業示范應用（2016YFB1102600）”項目的課題驗收會在武漢召開。科技部高技術中心委派的專家組現場考察了鋼軌激光淬火加工車的作業過程，聽取了課題執行情況匯報，審查了相關材料，經質詢和討論，高度肯定了項目的研究成果，項目中全部5個課題的績效評價均為優秀。
項目全部五個課題都參與了匯報。華中科技大學武漢光電國家研究中心增材制造與激光制造團隊是該項目中鐵路鋼軌在線強韌化處理裝備的技術源頭，團隊成員胡乾午副教授主持課題4 “激光選區淬火高效在線強化成套設備研發” 的研究工作，團隊負責人曾曉雁教授和團隊成員王鄧志副教授和孟麗博士后分別參加了課題1 “激光沖擊與淬火強化技術基礎研究”、課題4和課題5 “激光選區淬火高效強化工藝研究與應用示范”的研究工作。
課題4提出的鋼軌激光選區淬火方法，在鋼軌表面形成“馬氏體強化區+珠光體軟基體”的復合結構，成功解決了此前鋼軌材料難以兼顧高硬度和高韌性的技術難題，為鋼軌在線激光強化延壽技術開辟了新的道路。
開發的高功率單光束激光多光斑高重頻選區淬火技術，將鋼軌激光選區淬火效率從5m/h提高到54m/h。研制的GCC-50型鋼軌激光淬火車，采用獨特的子母車結構，結構緊湊，操作簡便，能夠快速抵達和駛離現場，能夠滿足小半徑曲線鋼軌、道岔、尖軌等部件的激光淬火加工。
GCC-50型鋼軌激光淬火車采用基于視覺測量的鋼軌激光加工軟件系統，可以自動識別鋼軌輪廓，規劃選取激光淬火的掃描路徑，實現鋼軌在線激光淬火過程的智能化控制。GCC-50型鋼軌激光淬火車得到國家鐵路集團公司認證中心的新產品定型認可，是國際上首臺專業型鋼軌在線激光加工車。
展開 二
熱處理工藝
以Crl2MoV鋼精沖模具為例，粗加工后應進行去應力退火，以消除模具應力并減少其畸變；通常采用調質處理，其淬火溫度比常規高出30~50℃,高溫回火工藝為(720~760)℃×(4~6)h,爐冷至500℃后空冷。當Crl2MoV鋼模具刃口形狀較簡單,沖裁工具較薄（≤3mm)時，最終熱處理可采用一次硬化處理工藝；若刃口形狀復雜，工件較厚(>3mm)時，采用二次硬化工藝。
對于W6Mo5Cr4V2高速鋼熱處理，應采用低溫淬火處理，以使精沖模具獲得較高力學性能。
三
表面強化工藝
精沖模具要求高沖裁精度、高硬度、高耐磨性和高服役壽命，通過表面強化處理可以使模具性能和使用壽命得到進一步提高。表面強化有三種方法：
第一種方法是改變模具表面的化學成分，如滲金屬、滲碳、滲氮、滲硼和TD處理等；第二種方法是不改變模具表面的化學成分，如激光淬火、真空淬火、低溫和超低溫處理等；第三種方法是表面形成硬化層，如鍍硬鉻、熱噴涂、VCD、PVD等，在模具表面形成TiC、TiN等超硬物質。
精沖模具經表面強化處理后，可以獲得內部韌性好、表面硬度高、耐磨、耐熱、耐蝕、抗咬合和具有高疲勞抗力的特殊綜合性能，使精沖模具的工作壽命提高幾倍至幾十倍。
來源：熱加工論壇
展開 近凈成形（Laser Engineered Net Shaping，LENS）也叫激光金屬沉積（Laser Metal Deposition）是指通過送粉或者送絲使熱源融化堆積金屬直接成型的制造工藝。
近凈成形原理圖
近凈成型技術的優勢在于沉積效率高，裝備成本低，適合大型復雜零件的接近最終形狀的直接制造，可以得到冶金結合的致密金屬實體。但其制作零件的尺寸精度和表面光潔度都不太好，一般作為毛坯，需進一步進行機械加工后使用。
將近凈成型技術和傳統五軸加工技術融合于一體的混合五軸增材制造技術很好的發揚的各自的優點，彌補了對方的缺點。
在打印的葉片
五軸“打印”不僅可以任意角度傾斜，無需打印輔助支撐，節省大量時間和材料；而且能實現曲面定向和變姿態擺動沉積，曲面不等厚度片體沉積等。同時可以對工件細節進行靈活修剪切削，解決了復雜、精密零件的制造難題。
增減混合五軸加工中心用途非常廣泛，除了上述混合增材制造以外，還可用于零件表面涂層改性、修復再制造、材料梯度功能結構制造以及激光淬火等多個方面。
混合方式制造的整體葉盤
3D打印使用的金屬粉末一般要求純凈度高、球形度好、粒徑分布窄、氧含量低。目前，適用于增減混合增材制造的金屬粉末材料主要有：工具鋼、馬氏體鋼、不銹鋼、鈷鉻合金、鋁合金、鎳基合金、銅基合金等。其中，不銹鋼作為金屬3D打印經常使用的一類性價比較高的金屬粉末材料，由于具有耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質腐蝕的特性，可以在空氣中直接“打印”，受到人們的普遍歡迎。而對于較活潑的金屬單質或合金則須惰性保護氣氛下進行“打印”。采用近凈成型技術制造的鈦合金和鈷鉻合金零部件，強度高，尺寸精確，能制作的最小尺寸可達1mm，而且其零部件機械性能優于鍛造。
展開 激光相變強化的加熱方向雖然也相同，但表面溫度較高，而且加熱時間相對較長，可達0.2～0.25s，而里層奧氏體化則是舜間完成，使得表層奧氏體中有更高的碳濃度，有更強的固溶強化效果。激光淬火冷卻方向卻與常規熱處理相反，是由里及表，里層溫度雖低，但冷卻速度最快，外層溫度雖高，有固溶強化優勢，但冷卻速度最慢，雖然里層碳濃度稍低，但畸變強化和彌散強化更強烈。這樣在硬化層內就形成了幾乎不變的硬度值分布。
激光強化件等強工作層避免了常規熱處理件一旦表面出現磨損，其磨損速度便加速的現象。
齒輪激光相變強化工藝技術
1.材料問題
激光齒輪宜采用中碳鋼，不宜采用低碳鋼。如果采用低碳鋼，齒輪的基體將沒有強度保證，降低彎曲疲勞強度。
2.原始狀態
激光齒輪的最佳原始狀態是調質狀態，具體操作可與齒輪毛坯鍛造后的消除應力熱處理相結合。鍛坯正火加高溫回火獲得激光齒輪所希望的調質狀態，是低成本之路。
3.掃描方式
激光齒輪的掃描方式主要有周向連續掃描，軸向分齒掃描。
4.齒輪激光強化的預處理技術
合適的預處理劑是保證齒輪激光強化處理的關鍵之一,一直以來也是激光加工的難點問題。合理適用的預處理劑和處理工藝，可以防止齒輪表面的淬火裂紋，降低表面燒損敏感性,保證激光處理后齒面精度,增加淬硬層厚度。
5.無搭接技術和離焦差異問題
由于齒輪工況要求，齒輪表面硬化層要求沿齒廓合理分布，而齒輪的形狀特殊，另外齒輪節圓面不能有淬火帶搭接，因此需要專用寬帶聚焦系統。
此外,由于激光束對齒面的照射不能保證齒面不同部位均有相同的離焦量，選擇焦點的照射位置是保證齒面硬度分布合理的關鍵環節。
6.激光齒輪的性能
激光齒輪的性能主要是三方面：疲勞性能；如果激光齒輪和調質齒輪均未發現有斷齒現象，證明其具有較高的抗彎曲疲勞性能；耐磨性能；使用性能
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激光淬火的最新內容
大型齒輪減速機齒面激光淬火后，常需重配嚙合間隙，原因如下：
一、淬火影響齒面尺寸形狀
1.熱脹變形：激光淬火時，齒面快速熱脹冷縮，雖熱影響區小，但對高精度的大型齒輪，微小膨脹可能改變尺寸，如齒厚增加致嚙合間隙變小。
2.微觀組織變化：淬火使齒面微觀組織轉變，比容改變，引起尺寸微動，影響嚙合精度。
根據加熱方法不同，表面淬火可分為感應加熱（高頻、中頻、工頻）表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、電解液加熱表面淬火、激光加熱表面淬火、電子束表面淬火等。工業上應用最多的為感應加熱和火焰加熱表面淬火。
表面淬火 僅對工件表層進行的淬火，其中包括感應淬火、接觸電阻加熱淬火、火焰淬火、激光淬火、電子束淬火等。
折疊風冷淬火
以強迫流動的空氣或壓縮空氣作為冷卻介質的淬火冷卻。
折疊鹽水淬火
以鹽類的水溶液作為冷卻介質的淬火冷卻。
折疊有機溶液淬火
以有機高分子聚合物的水溶液作為冷卻介質的淬火冷卻。
表面淬火
僅對工件表層進行的淬火，其中包括感應淬火、接觸電阻加熱淬火、火焰淬火、激光淬火、電子束淬火等。
風冷淬火
以強迫流動的空氣或壓縮空氣作為冷卻介質的淬火冷卻。
鹽水淬火
以鹽類的水溶液作為冷卻介質的淬火冷卻。
有機溶液淬火
以有機高分子聚合物的水溶液作為冷卻介質的淬火冷卻。
此外，課題5編制了鋼軌表面激光選區硬化工藝規范，開發了鋼軌激光淬火質量在線檢測技術。相關結果對于保證鋼軌激光淬火質量和促進鋼軌在線激光淬火技術的推廣應用具有重要指導意義。
作為一個例子，假設需要修改激光活性離子的淬火參數q。我們可以簡單地修改相應的變量，然后再次調用def_model()。
一些修改可以在不重新定義整個模型的情況下完成：
. 可以使用函數set_N_dop()更改摻雜濃度值。
. 通過使用新的長度值L調用函數set_L(L)，可以修改光纖長度。請注意，數值步長不會改變。
（三）激光面表處理
用激光對工件表面照射，令其結構改變的過程，稱為激光表面處理，如激光淬火、激光重熔等。
（四）超硬膜技術
以物理或化學方法在工件表面制備超硬膜的技術，稱為超硬膜技術。如金剛石薄膜，立方氮化硼薄膜等。
圖2 間接熱沖壓成形工藝示意圖
無論是直接熱沖壓成形和間接熱沖壓成形，典型工藝過程一般都包括以下幾個工序過程：開卷落料、零件加熱、沖壓成形、淬火、激光切割、噴丸和涂油等。
a.開卷落料
現代沖壓工藝為了提高材料的利用率和生產的效率，一般會采用開卷落料的方式。
b.熱沖壓成形零件的加熱
目前主要的加熱類型包括輻射加熱、感應加熱和電傳導加熱三種。
表面強化有三種方法：
第一種方法是改變模具表面的化學成分，如滲金屬、滲碳、滲氮、滲硼和TD處理等；第二種方法是不改變模具表面的化學成分，如激光淬火、真空淬火、低溫和超低溫處理等；第三種方法是表面形成硬化層，如鍍硬鉻、熱噴涂、VCD、PVD等，在模具表面形成TiC、TiN等超硬物質。
圖16 團隊研制的CGJ-93型5kW
數控CO2激光處理系統
圖17 為包頭一機集團研制的
5kWCO2激光淬火機床
7、國際合作
2005年3月17日,在中國科技部、德國教研部、長春市政府、長春市科技局的支持下，中國長春理工大學和德國漢諾威激光中心在長春簽署了組建“中德激光技術培訓中心”的協議。
