激光熱處理技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用

激光技術(shù)是21世紀(jì)六十年代初問(wèn)世，并且發(fā)展趨勢(shì)極其快速的一門(mén)高新科技技術(shù)。它的發(fā)展趨勢(shì)與滲入，推動(dòng)了其他課程和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，激光技術(shù)已變成21世紀(jì)高新科技技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵支撐之一。激光加工技術(shù)是激光技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵運(yùn)用，激光加工技術(shù)加快了對(duì)傳統(tǒng)式生產(chǎn)加工的更新改造，出示了工業(yè)化生產(chǎn)加工技術(shù)的新方式，危害非常大。激光加工就是指用大功率激光束對(duì)工業(yè)級(jí)零部件開(kāi)展激光切割、熱處理、電焊焊接、開(kāi)洞這些，與傳統(tǒng)式生產(chǎn)加工方式 對(duì)比，激光加工的特性是:激光束動(dòng)能集中精力，生產(chǎn)加工地區(qū)小，因此熱形變小，生產(chǎn)加工品質(zhì)高、高精度，零件加工不會(huì)受到規(guī)格、樣子限定，不需制冷物質(zhì)，并且零污染，噪音小，勞動(dòng)效率低，高效率。激光加工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)在我國(guó)盛行。

一、激光熱處理技術(shù)的特性

激光熱處理是運(yùn)用高功率的激光束對(duì)金屬材料開(kāi)展表面解決的方式 ，它能夠 對(duì)原材料完成改變硬底化(或稱(chēng)作表面熱處理、表面非晶化、表面重熔粹火)、表面細(xì)晶強(qiáng)化等表面改性材料解決，造成用其他表面熱處理達(dá)不上的表面成份、機(jī)構(gòu)、特性的更改。

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

激光熱處理的鮮明特點(diǎn)是:具備髙速加溫，髙速制冷，得到 的機(jī)構(gòu)細(xì)膩、強(qiáng)度高、耐磨性好；熱處理位置可得到 超過(guò)400kgf/mm2的殘留壓地應(yīng)力，有利于提升疲憊特性；還能夠開(kāi)展部分可選擇性熱處理，根據(jù)對(duì)多光點(diǎn)規(guī)格的操縱，更合適其他熱處理方式 沒(méi)法擔(dān)任的管口、凹溝、微區(qū)、交角和數(shù)控刀片刀口等部分地區(qū)的硬底化；激光能夠 長(zhǎng)距離傳輸，能夠 完成一臺(tái)激光器多操作臺(tái)另外應(yīng)用，選用軟件編程完成對(duì)激光熱處理加工工藝全過(guò)程的操縱和管理方法，完成加工過(guò)程的自動(dòng)化技術(shù)。

二、激光熱處理在工業(yè)生產(chǎn)上的運(yùn)用及發(fā)展趨勢(shì)

因?yàn)榧す鉄崽幚碛蟹浅ｏ@著的優(yōu)勢(shì)，解決了傳統(tǒng)式金屬材料熱處理不可以處理或不易處理的技術(shù)難點(diǎn)，在世界各國(guó)遭受了重視，激光熱處理獲得了快速的發(fā)展趨勢(shì)。

功率大的CO2激光器從七十年代起發(fā)展趨勢(shì)迅速，優(yōu) 秀工業(yè)生產(chǎn)我國(guó)功率大的CO2激光器已實(shí)用化、通用化。在我國(guó)從“七五”之后陸續(xù)研制了KW級(jí)至萬(wàn)千瓦時(shí)級(jí)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(shì)，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(gòu)轉(zhuǎn)變的冶金工業(yè)全過(guò)程，其加溫時(shí)間在10-三秒～10-7s的范疇內(nèi)，功率為每立方毫米超過(guò)0.1kW。它的運(yùn)用極其普遍，基本上一切金屬材料表面熱處理都能夠運(yùn)用?，F(xiàn)階段運(yùn)用比較多的有轎車(chē)、冶金工業(yè)、原油、重型機(jī)械設(shè)備、農(nóng)用機(jī)械等存有比較嚴(yán)重?fù)p壞的設(shè)備領(lǐng)域，及其航空航天、航空公司等高線技術(shù)商品。

激光熱處理在汽車(chē)制造業(yè)運(yùn)用極其普遍，在很多轎車(chē)關(guān)鍵部件上，如:發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、氣缸套、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸、自動(dòng)排氣閥、高壓閘閥、拐臂、鋁發(fā)動(dòng)機(jī)活塞槽等基本上都能夠選用激光熱處理。比如，美國(guó)通用汽車(chē)公司用十幾臺(tái)KW級(jí)CO2激光器，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子殼內(nèi)腔部分硬底化，曰產(chǎn)三萬(wàn)套，提升功效四倍。在我國(guó)選用功率大的CO2激光器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)展缸孔內(nèi)腔加強(qiáng)解決，能延長(zhǎng)大修發(fā)動(dòng)機(jī)里程數(shù)到十五萬(wàn)千米之上，一臺(tái)氣缸相當(dāng)于三臺(tái)沒(méi)經(jīng)解決的氣缸。

激光熱處理過(guò)的發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǔ)油罐，改進(jìn)潤(rùn)濕性能在我國(guó)大拖拉機(jī)發(fā)展趨勢(shì)快，持續(xù)發(fā)布新知名品牌，但大拖拉機(jī)用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、氣缸套周期短，毀壞比較嚴(yán)重，檢修量非常大，西安市燃?xì)廨啓C(jī)制造廠在國(guó)家科技部的協(xié)助下，首先修建了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套激光熱處理生產(chǎn)流水線，年產(chǎn)量60萬(wàn)只，使用壽命增加10000鐘頭。

發(fā)動(dòng)機(jī)缸體激光熱處理機(jī)器設(shè)備及生產(chǎn)流水線激光涂敷與激光細(xì)晶強(qiáng)化加工工藝類(lèi)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(jié)，進(jìn)而獲得微小的貼近勻稱(chēng)的表面機(jī)構(gòu)，針對(duì)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(jī)生鐵高壓閘閥上開(kāi)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(jī)車(chē)加工制造業(yè)已被選用，進(jìn)一步提高了電力機(jī)車(chē)使用壽命，主要是電力機(jī)車(chē)大中型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的激光熱處理和電力機(jī)車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套和電力機(jī)車(chē)主簧片的激光熱處理。

磨具的生產(chǎn)制造加工工藝繁雜，精密度規(guī)定高，形狀各異，運(yùn)用普遍，但通常因磨具的周期短而增加了成本費(fèi)，維修也很艱難。用激光對(duì)磨具表面開(kāi)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(huì)受到樣子和規(guī)格的限定。

三、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)激光熱處理的新運(yùn)用，推動(dòng)激光加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展

激光是一門(mén)高新科技技術(shù)，主要用途很廣。激光熱處理的技術(shù)重要有三:大功率的激光器；多可玩性的生產(chǎn)設(shè)備并與電子計(jì)算機(jī)配套設(shè)施；不一樣運(yùn)用的激光熱處理加工工藝。歷經(jīng)在我國(guó)激光科研人員十幾年的勤奮，這三個(gè)層面都是有了迅速的發(fā)展趨勢(shì)，為激光熱處理技術(shù)的營(yíng)銷(xiāo)推廣造就了標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，激光產(chǎn)業(yè)鏈以二位數(shù)的速率提高，高過(guò)國(guó)際性激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的速率，也高過(guò)全國(guó)各地工業(yè)生產(chǎn)提高的速率，由此可見(jiàn)其市場(chǎng)前景是宏大的。

激光熱處理技術(shù)的運(yùn)用在中國(guó)尚不廣泛，主要是大家對(duì)激光技術(shù)的運(yùn)用，還存有不一樣水平的神秘化和成見(jiàn)。激光技術(shù)、激光熱處理運(yùn)用推廣宣傳不足，欠缺實(shí)踐活動(dòng)。因而應(yīng)盡早把激光技術(shù)的研究成果，非常是激光熱處理技術(shù)朝向經(jīng)濟(jì)發(fā)展、走向市場(chǎng)、朝向全社會(huì)發(fā)展，關(guān)鍵是為制造業(yè)企業(yè)服務(wù)項(xiàng)目，持續(xù)營(yíng)銷(xiāo)推廣，擴(kuò)張其運(yùn)用。

能夠 絕不浮夸的說(shuō)，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(yàn)。激光熱處理管理中心能夠 進(jìn)行這種工作中，并以最短的時(shí)間發(fā)展趨勢(shì)其運(yùn)用。比如，在持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)的轎車(chē)、大拖拉機(jī)修理行業(yè)中，激光熱處理早已獲得很好的運(yùn)用實(shí)際效果。