激光淬火技術(shù)是利用聚焦后的激光束進(jìn)射到鋼鐵材料表面，使其溫度迅速升高到相變點(diǎn)以上，當激光移開(kāi)后，由于仍處于低溫的內層材料的快速導熱作用，使受熱表層快速冷卻到馬氏體相變點(diǎn)以下，進(jìn)而實(shí)現工件的表面相變硬化。如大型軋輥表面激光熔凝淬火的最大淬硬層深度可以達到2毫米以上。具有加熱速度快、所得組織細密、淬硬性高、不變形等特點(diǎn)，并且技術(shù)適用性廣，不受感應器制作難度的限制。

激光淬火

可實(shí)現局部及整體的快速淬火變形量小

表面參與應力小

精準、高速、極小的變形量

1激光表面淬火原理

激光表面淬火技術(shù)是利用聚焦后的激光束作為熱源照射在待處理工件表面，使其需要硬化部位溫度瞬間急劇上升而形成奧氏體，隨后經(jīng)快速冷卻獲得晶粒細的馬氏體或其他組織的淬硬層過(guò)程的熱處理加工技術(shù)。

2激光表面淬火技術(shù)特點(diǎn)

激光淬火和工廠(chǎng)現有的中高頻淬火、滲碳淬火相比，有以下特點(diǎn)：

第一，功率密度高、加熱速度極快，零件變形極小。

第二，可以對形狀復雜零件進(jìn)行處理或局部處理，也可根據需要在同一零件的不同部位進(jìn)行不同的處理。

第三，通用性強。

第四，對于某些淬火溫度較高的不銹鋼零件，其淬火溫度和熔點(diǎn)溫度很接近，在使用感應器進(jìn)行產(chǎn)品局部表面淬火時(shí)很容易燒傷夾角或不規則部位，導致零件報廢，而激光表面淬火則不受此限。

第五，激光淬火冷卻速度快。

第六，表面淬硬層組織細，硬度高，耐磨性好，能滿(mǎn)足淬硬層深度較淺（一般在0.3~2.0mm）表面淬火產(chǎn)品。

3工藝參數及其相互關(guān)系

激光表面淬火是一個(gè)錯綜復雜的快速加熱、快速冷卻的淬火過(guò)程。激光淬硬層的尺寸參數（淬硬層寬度、淬硬層深度、表面粗糙度）和性能參數（表面硬度、耐磨性、組織變化）取決于激光功率密度（激光功率、光斑尺寸）、掃描速度、材料的特性（成分、原始狀態(tài)）和材料表面預處理情況等，同時(shí)也與被處理零件的幾何形狀和尺寸以及激光作用區的熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。

另外，還應考慮各參數值的選擇范圍，D不能過(guò)大，V不能過(guò)小，以免冷卻速度過(guò)低，不能實(shí)現馬氏體轉變。反之，當激光輸出功率過(guò)大時(shí)，容易造成表面熔化，影響表面的幾何形狀。

4激光表面淬火掃描方式

激光淬火的掃描方式有圓形或矩形光斑的窄帶掃描和線(xiàn)形光斑的寬帶掃描。

5激光表面淬火區預處理

在產(chǎn)品激光淬火前，因為工件表面粗糙度值很小，在淬火中會(huì )嚴重影響材料表面對激光光能的吸收率，所以，在激光淬火前需要對待處理工件表面進(jìn)行預處理。

表1 常用黑化處理方法

缸筒局部淬火應用情況

缸筒材質(zhì)為合金結構鋼35CrMoV，熱處理技術(shù)要求：

①外徑φ100.14mm±0.05mm處硬度≥50HRC，淬硬層深度（淬硬層深度定義為從表面以下硬度在35HRC以上的厚度）1～1.5mm。

②表面不可有熔化、裂紋、變形等缺陷。

③產(chǎn)品表面不可碰劃傷。缸筒外形形狀及尺寸如圖2所示。