热处理后获得了极细的硬化层组织，显著改善了耐磨性等。激光热处理通过对光斑、扫描速度、激光功率等的调节，来控制零件表面温度、透热深度等，达到快速加热并自冷淬火的目的，原材料的组织状态直接影响到透热深度，通常要求其为上贝氏体。图9-1 激光热处理装置表9-1激光淬火与高频感应淬火硬度的对比激光淬火加热速度和冷却速度快，对晶粒有明显的细化作用，同时，激光淬火层具有一系列优异的力学性能。......
2023-08-18
汽车零件激光热处理应用效果
【摘要】：部分零部件激光热处理应用实例见表9-7。表9-6部分模具钢激光热处理的效果表9-7部分零部件激光热处理应用实例由于激光是快速局部加热，因此各种材料经过相变硬化处理后，可以获得晶粒非常细小的表层组织，不但具有良好的强度、硬度，而且提高了韧性，从而使材料的表面性能得到改善，耐磨性显著提高，表9-8为几种钢激光淬火后的磨损情况。
根据激光热处理的特点可知激光加热的时间极短，奥氏体晶粒来不及长大，因此要求表面硬度高、耐磨性好、疲劳强度高和变形小的零件是十分适合进行激光热处理的。一般照相机上的主动环、推板等薄壁的小零件，在某个部位要求具有高的硬度和耐磨性，采用激光处理可满足技术要求，同时其工艺简单、效率高，淬火后的硬度比普通淬火高5～10HRC，其中铸铁件激光淬火后耐磨性提高了3～4倍。高速工具钢盘形铣刀、大功率柴油机的活塞环、齿轮摇臂钻床外柱内滚道等可选用激光热处理。对铸铁凸轮轴进行熔化-凝固处理后，表面获得了极细的莱氏体组织，硬度达52～54HRC，提高了耐磨性和耐蚀性；在排气门阀口激光熔覆合金，可节约80％的合金材料和1/3的时间，并且零件的使用寿命得到了明显提高。
要进行激光热处理，必须提高光能的吸收率，通常对零件表面进行黑化处理（磷酸盐法)，表9-3为45钢和42CrMo两种钢进行激光淬火的性能比较。几种材料进行激光处理后的耐磨性对比见表9-4。从表中可以看出，激光处理后材料的性能得到了明显的提高，在提高零件使用寿命方面是很有发展前景的新工艺，值得推广和应用。
表9-345钢和42CrMo两种钢进行激光淬火的性能比较
表9-4几种材料进行激光处理后的耐磨性对比
激光扫描后金属表面发生了微观结构的变化，因此其性能也有不同。激光淬火后获得了高密度位错型和孪晶型超细隐针马氏体混合组织，前者具有良好的塑性和韧性，而后者有高的强度和硬度，此外淬火形成的颗粒碳化物分布均匀、细小，可提高其耐磨性、疲劳强度等，由此可见激光处理零件的优越性。
激光热处理的应用范围十分广泛，除了进行一般的表面淬火和化学热处理外，还能进行凝固处理、激光“上亮”处理、表面合金化以及熔覆处理等，随着技术的进步，激光热处理必将发挥出重要的作用。40钢主轴进行激光淬火，光束摆动宽度为17.8mm，扫描速度为0.5cm/min，淬火后硬度为57HRC，在0.3mm深度范围内大致维持该硬度值，在接近心部时降至40HRC左右，降低扫描速度可获得较深的硬化层。40钢主轴激光淬火后的硬度趋势图如图9-2所示。钢铁材料激光淬火后，表层分为硬化区、热影响区（过渡区)和基体三个区域，如图9-3所示。图中白亮色的月牙为硬化区，其组织与常规淬火相似；白亮区周围为过渡区，是部分马氏体转变的区域；过渡区之外为基体。典型材料的激光淬火层组织见表9-5。
图9-2 40钢主轴激光淬火后的硬度趋势图
图9-3 钢铁材料激光淬火区的横截面金相组织
表9-5典型材料的激光淬火层组织
（续)
激光热处理是提高模具寿命的有效途径，GCr15钢轴承保持架冲孔凹模经过常规的热处理后，硬度为52～62HRC，使用寿命为1.12万次，失效形式为崩刃或刃边磨损等，采用激光淬火后使用寿命达到2.8万次。部分模具钢激光热处理的效果见表9-6。部分零部件激光热处理应用实例见表9-7。
表9-6部分模具钢激光热处理的效果
表9-7部分零部件激光热处理应用实例
由于激光是快速局部加热，因此各种材料经过相变硬化处理后，可以获得晶粒非常细小的表层组织，不但具有良好的强度、硬度，而且提高了韧性，从而使材料的表面性能得到改善，耐磨性显著提高，表9-8为几种钢激光淬火后的磨损情况。可以看出激光淬火可有效解决模具的磨损失效和疲劳失效以及局部塑性变形等问题，从而延长模具的使用寿命。
表9-8几种钢激光淬火后的磨损情况
（续)
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2023-08-18
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