激光表面熱處理技術的工業(yè)應用特點

激光技術是21世紀六十年代初問世，并且發(fā)展趨勢極其快速的一門高新科技技術。它的發(fā)展趨勢與滲入，推動了其他課程和技術的發(fā)展趨勢，激光技術已變成21世紀高新科技技術產業(yè)鏈的關鍵支撐之一。

激光加工技術是激光技術在工業(yè)生產中的關鍵運用，激光加工技術加快了對傳統式生產加工的更新改造，出示了工業(yè)化生產加工技術的新方式，危害非常大。激光加工就是指用大功率激光束對工業(yè)級零部件開展激光切割、熱處理、電焊焊接、開洞這些，與傳統式生產加工方式 對比，激光加工的特性是:激光束動能集中精力，生產加工地區(qū)小，因此熱形變小，生產加工品質高、高精度，零件加工不會受到規(guī)格、樣子限定，不需制冷物質，并且零污染，噪音小，勞動效率低，高效率。激光加工技術的產業(yè)發(fā)展已經在我國盛行。

一、激光熱處理技術的特性

激光表面熱處理是運用高功率的激光束對金屬材料開展表面解決的方式 ，它能夠 對原材料完成改變硬底化(或稱作表面熱處理、表面非晶化、表面重熔粹火)、表面細晶強化等表面改性材料解決，造成用其他表面熱處理達不上的表面成份、機構、特性的更改。

激光具備單色性、相關行業(yè)、專一性和高效率能量相對密度四大特性，因而，其透過工作能力極強。激光的透過工作能力是由其動能大孝功率高低、時間長度而決策。當功率為103W/cm2～107W/cm2時，以103℃/s～107℃/s加溫速率把金屬材料表面加溫到僅小于溶點的臨界值變化溫度，其表面快速馬氏體化，隨后極速過溫保護熱處理，制冷速率達到1.7×104℃/s，金屬材料表面快速被加強，這就是激光改變硬底化。

激光熱處理的鮮明特點是:具備髙速加溫，髙速制冷，得到的機構細膩、強度高、耐磨性好;熱處理位置可得到超過400kgf/mm2的殘留壓地應力，有利于提升疲憊特性;還能夠開展部分可選擇性熱處理，根據對多光點規(guī)格的操縱，更合適其他熱處理方式 沒法擔任的管口、凹溝、微區(qū)、交角和數控刀片刀口等部分地區(qū)的硬底化;激光能夠 長距離傳輸，能夠 完成一臺激光器多操作臺另外應用，選用軟件編程完成對激光熱處理加工工藝全過程的操縱和管理方法，完成加工過程的自動化技術。

二、激光熱處理在工業(yè)生產上的運用及發(fā)展趨勢

因為激光熱處理有非常顯著的優(yōu)勢，解決了傳統式金屬材料熱處理不可以處理或不易處理的技術難點，在世界各國遭受了重視，激光熱處理獲得了快速的發(fā)展趨勢。

功率大的CO2激光器從七十年代起發(fā)展趨勢迅速，優(yōu) 秀工業(yè)生產我國功率大的CO2激光器已實用化、通用化。在我國從“七五”之后陸續(xù)研制了KW級至萬千瓦時級功率大的CO2多模激光器。伴隨著功率大的激光器的發(fā)展趨勢，用激光就可以完成各種各樣方式的表面解決。它是造成原材料組織架構轉變的冶金工業(yè)全過程，其加溫時間在10-三秒～10-7s的范疇內，功率為每立方毫米超過0.1kW。它的運用極其普遍，基本上一切金屬材料表面熱處理都能夠運用。現階段運用比較多的有轎車、冶金工業(yè)、原油、重型機械設備、農用機械等存有比較嚴重損壞的設備領域，及其航空航天、航空公司等高線技術商品。

激光熱處理在汽車制造業(yè)運用極其普遍，在很多轎車關鍵部件上，如:發(fā)動機缸體、氣缸套、發(fā)動機曲軸、發(fā)動機凸輪軸、自動排氣閥、高壓閘閥、拐臂、鋁發(fā)動機活塞槽等基本上都能夠選用激光熱處理。比如，美國通用汽車公司用十幾臺KW級CO2激光器，對電機轉子殼內腔部分硬底化，曰產三萬套，提升功效四倍。在我國選用功率大的CO2激光器對發(fā)動機開展缸孔內腔加強解決，能延長大修發(fā)動機里程數到十五萬千米之上，一臺氣缸相當于三臺沒經解決的氣缸。

激光熱處理過的發(fā)動機缸體、氣缸套淬硬帶的耐磨性能大大提高，未淬硬帶可提升儲油罐，改進潤濕性能在我國大拖拉機發(fā)展趨勢快，持續(xù)發(fā)布新知名品牌，但大拖拉機用燃氣輪機發(fā)動機缸體、氣缸套周期短，毀壞比較嚴重，檢修量非常大，西安市燃氣輪機制造廠在國家科技部的協助下，首先修建了柴油發(fā)動機氣缸套激光熱處理生產流水線，年產量60萬只，使用壽命增加10000鐘頭。

發(fā)動機缸體激光熱處理機器設備及生產流水線激光涂敷與激光細晶強化加工工藝類似，但不一樣的是不此外添加鋁合金，使金屬材料表面溶化隨后制冷凝結，進而獲得微小的貼近勻稱的表面機構，針對一些共晶鋁合金，還可獲得非晶態(tài)表面，具備很好的耐腐蝕特性，比如，在柴油機生鐵高壓閘閥上開展鉻基表面涂敷，可得到優(yōu)良的不銹鋼板表面。

激光熱處理在大中型電力機車加工制造業(yè)已被選用，進一步提高了電力機車使用壽命，主要是電力機車大中型發(fā)動機曲軸的激光熱處理和電力機車柴油發(fā)動機氣缸套和電力機車主簧片的激光熱處理。磨具的生產制造加工工藝繁雜，精密度規(guī)定高，形狀各異，運用普遍，但通常因磨具的周期短而增加了成本費，維修也很艱難。用激光對磨具表面開展熱處理，已慢慢被了解和被選用，可加倍的提升磨具的使用壽命，又不會受到樣子和規(guī)格的限定。

激光熱處理過的發(fā)動機曲軸因為激光熱處理愈來愈顯示信息其優(yōu)勢，各種各樣功率大的CO2激光熱處理機持續(xù)面世。一些知名企業(yè)不惜一切引入海外技術設備，如大連市鐵路車輛廠引入法國6000WCO2激光器用以大中型發(fā)動機曲軸熱處理生產流水線等。此外，國內的功率大的CO2激光熱處理機器設備市場銷售每一年也成倍增加，激光熱處理生產流水線在全國各地陸續(xù)發(fā)展趨勢起來。

現階段較為取得成功的事例有大連市鐵路車輛廠用以電力機車發(fā)動機曲軸、氣缸套、立簧片的激光熱處理生產流水線;西安市燃氣輪機廠柴油發(fā)動機氣缸套激光熱處理生產流水線;北京市燃氣輪機及北京首都汽車集團的發(fā)動機氣缸套激光熱處理生產流水線;長春市汽車企業(yè)激光熱處理生產流水線。另外中國各省還創(chuàng)建了不一樣經營規(guī)模的激光加工管理中心，為各領域設備零件開展激光熱處理。

三、開發(fā)設計激光熱處理的新運用，推動激光加工產業(yè)發(fā)展

激光是一門高新科技技術，主要用途很廣。激光熱處理的技術重要有三:大功率的激光器;多可玩性的生產設備并與電子計算機配套設施;不一樣運用的激光熱處理加工工藝。歷經在我國激光科研人員十幾年的勤奮，這三個層面都是有了迅速的發(fā)展趨勢，為激光熱處理技術的營銷推廣造就了標準。近年來，激光產業(yè)鏈以二位數的速率提高，高過國際性激光產業(yè)發(fā)展規(guī)劃的速率，也高過全國各地工業(yè)生產提高的速率，由此可見其市場前景是宏大的。

激光熱處理技術的運用在中國尚不廣泛，主要是大家對激光技術的運用，還存有不一樣水平的神秘化和成見。激光技術、激光熱處理運用推廣宣傳不足，欠缺實踐活動。因而應盡早把激光技術的研究成果，非常是激光熱處理技術朝向經濟發(fā)展、走向市場、朝向全社會發(fā)展，關鍵是為制造業(yè)企業(yè)服務項目，持續(xù)營銷推廣，擴張其運用。

以便做到這一目地，創(chuàng)建專用型的激光熱處理生產流水線雖然關鍵，殊不知創(chuàng)建智能的激光加工管理中心，為大量的中小型企業(yè)服務項目，更不能少。在國外、歐州和日本國就會有這類數控加工中心800好幾家，在我國許多大城市近些年也創(chuàng)建了相相近的激光加工管理中心，服務項目于各個領域，具有了非常好的帶頭作用，也造就了豐厚的經濟收益和社會經濟效益。

能夠 絕不浮夸的說，激光熱處理基本上能夠 處理金屬材料表面熱處理的全部難題，僅僅加工工藝要持續(xù)的探索、討論、試驗。激光熱處理管理中心能夠 進行這種工作中，并且以快的速率發(fā)展趨勢其運用。比如，在持續(xù)發(fā)展趨勢的轎車、大拖拉機修理行業(yè)中，激光熱處理早已獲得很好的運用實際效果。

能夠 推測，激光加工技術，非常是激光熱處理技術的發(fā)展趨勢和運用終將加快在我國的激光產業(yè)發(fā)展過程。