华威激光淬火金属表面强化技术

激光表面强化的工业应用：可对各种导轨、大型齿轮、轴颈、汽缸内壁、模具、减振器、 摩擦轮轧辊、滚轮零件进行表面强化。

工艺参数的优点：

   1、激光在单位时间上作用于模具的功率密度（即比功率E），将决定激光淬火的效果。比功率E由激光功率P、扫描速度V、光斑尺寸D决定。

   2、在102～104W/cm2·s的范围内，功率密度的增加、扫描速度减小、将使模具的硬化层深度、硬度及硬化层表面粗糙度增加。如果功率过大，扫描速度太慢，即比功率太大，超出上述范围，会造成工件表面熔化、烧损；反之，硬度和硬化层深度会达不到技术要求。

   3、激光淬火硬化层宽度由光斑尺寸决定。大面积淬火须进行多道扫描。宽带扫描比窄带扫描效率高。

   4、光束能量分布主要影响硬化层深度、宽度及组织的均匀性。它由光束模式及导光系统决定。通常，应根据设备的实际情况调整到较好状态，以保证硬化层的均匀性。

   5、吸光涂层种类及厚度会影响工件对激光能量的有效吸收。目前应用较为成熟的吸光涂层有磷酸盐涂层、含胶体石墨涂层、氧化物涂层等。在覆盖工件表面的前提下，涂层厚度越薄越均匀，则效果越好。

      模具表面激光淬火是一种新型的金属表面强化技术，它可以克服传统的金属表面强化工艺，如渗碳淬火、感应淬火等的硬化层分布不均，变形大等缺点，是目前淬火加工的前沿技术，是极有发展前景的高新技术。

      为了提高金属表面的承载能力，需对金属进行表面硬化处理。而传统的表面硬化处理工艺如渗碳、氮化等表面化学处理和感应表面淬火、火焰表面淬火等，都存在热处理后变形较大等问题。从而影响精度和使用寿命。采用激光淬火，其加热冷却速度很高，不需要外部淬火介质，具有工件变形小，工作环境洁净，处理后不需要精加工工序的特点。

       激光熔凝淬火技术 是利用激光束将基材表面加热到熔化温度以上,由于基材内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的工艺过程。获得的熔凝淬火组织非常致密，沿深度方向的组织依次为熔化-凝固层、相变硬化层、热影响区和基材。激光熔凝层比激光淬火层的硬化深度更深、硬度要高，耐磨性也更好。该技术的不足之处在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破坏，一般需要后续机械加工才能恢复。为了降低激光熔凝处理后零件表面的粗糙度，减少后续加工量，华中科技大学配制了专门的激光熔凝淬火涂料，可以大幅度降低熔凝层的表面粗糙度。进行激光熔凝处理的冶金行业各种材料的轧辊、导卫等工件，其表面粗糙度已经接近激光淬火的水平。

       激光热处理硬化层的硬度分布从表面到内部有明显的硬度下降梯度，表面硬度最高，耐磨性最好。但随着零件正常工作时的相对运动，表面将逐层被磨去。其相对运动接触面的硬度值逐渐随之降低，磨损随之加剧，最终导致零件因磨损量过大而失效。

      为了使激光淬火技术能在工业中得到广泛应用，在研制性能可靠的工业用大功率激光器的同时，激光处理实现工艺参数的计算机自动优化、处理过程的计算机仿真模拟和实时监控，以及热处理后表面组织结构和性能的计算机预测，做到模具激光淬火过程的易操作性，实现复杂形状和人工智能化的表面处理。

模具激光淬火图片展示

机器人激光淬火机详情介绍

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