激光淬火預(yù)處理的目的：

　　1、獲得金屬基體表面均勻、致密、無(wú)缺陷及低雜質(zhì)的表層組織;

　　2、獲得高致密性表面結(jié)構(gòu)和良好的耐磨性能;

　　3、獲得均勻一致的表面力學(xué)性能，提高工件表面光潔度、降低疲勞強(qiáng)度和延長(zhǎng)使用壽命;

　　4、使工件在高溫下保持良好的熱穩(wěn)定性。

激光淬火也存在一些缺陷：

　　1.淬火溫度高，工件表面硬化溫度高容易變形。

　　2.需要淬火介質(zhì)，容易損壞工件表面的光潔度。

　　3.使用不方便，不連續(xù)作業(yè)。



　與普通熱處理相比，激光淬火技術(shù)具有以下特點(diǎn)。

　　1、加熱速度極快，工件熱變形極小。由于激光功率密度高，加熱速率可達(dá)1010℃/s，熱影響區(qū)小，工件熱變形小。

　　2、冷卻速度非常快。在工件有足夠質(zhì)量的前提下，冷卻速率可達(dá)1023℃/s;不需要冷卻介質(zhì)，通過從表面向內(nèi)部的熱傳導(dǎo)進(jìn)行自冷淬火。

　　3、工件經(jīng)激光淬火后，表面獲得細(xì)小的馬氏體組織，具有較高的表面硬度(比普通淬火硬度值高15%～20%)和較高的疲勞強(qiáng)度(表面有殘余壓應(yīng)力以上) 4000MPa)。

　　4、由于激光束的掃描(加熱)面積很小，可以加工形狀復(fù)雜的工件(如小凹槽、盲孔、小孔、薄壁件等)或局部加工加工非常，還可以根據(jù)需要對(duì)同一零件的不同部位進(jìn)行不同的處理。

　　5、不需要加熱介質(zhì)，不會(huì)排放氣體污染環(huán)境，有利于保護(hù)環(huán)境。

　　6、節(jié)能，且工件表面潔凈，處理后無(wú)需打磨，可作為工件精加工的后一道工序。

　　激光表面淬火的大缺點(diǎn)是激光發(fā)生器價(jià)格昂貴。

　　由于激光表面淬火的上述優(yōu)點(diǎn)，雖然研制時(shí)間短，但進(jìn)展快，已成功應(yīng)用于一些機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，如變速箱齒輪、發(fā)動(dòng)機(jī)缸套、軸承套圈和導(dǎo)軌等。鐵軌等等。

拉絲模淬火凸R位置及板料流量大的表面需要有高耐磨性，即高硬度。

　　由于淬火面積較大，常規(guī)的火焰淬火或感應(yīng)淬火會(huì)造成工件較大的熱變形，導(dǎo)致無(wú)法模具的精度，進(jìn)而需要添加其他工藝手段來(lái)，這必然導(dǎo)致模具加工周期長(zhǎng)，且容易出現(xiàn)硬度不穩(wěn)定的情況。因此，我們改用激光淬火的方法，使工件的變形很小，甚至沒有變形，不需要增加其他工藝手段就可以滿足質(zhì)量要求。

　　我們采用激光淬火對(duì)某車型的車門內(nèi)板進(jìn)行淬火，通過藍(lán)光掃描檢測(cè)淬火前后的表面變化，激光淬火后的模具表面能夠滿足精度要求。

激光淬火的特點(diǎn)以及幾種不同的表述方式：

　　1、加工：通過快速加熱(105～106oC/s)和快速自冷(105 oC/s)的方式，可以提高掃描速度和生產(chǎn)率，從而取代傳統(tǒng)的淬火方式。

　　2、 淬火質(zhì)量均勻可控：激光相變硬化相比常規(guī)相變硬化具有更高的硬度，可獲得極細(xì)的硬化層組織。采用大功率的激光器，可以實(shí)現(xiàn)硬化層深達(dá)2mm。淬火質(zhì)量可以控制，并且激光相變硬化比常規(guī)相變硬化更具有優(yōu)勢(shì)，硬化層可以更細(xì)，同時(shí)采用大功率激光器可以提高硬化層的深度至2mm。

　　3、加工變形?。河捎诩す饧訜崴俣瓤欤詿嵊绊憛^(qū)相對(duì)較小。這導(dǎo)致相變硬化應(yīng)力和變形相對(duì)較小。

　　4、淬火區(qū)域可選： 可以用于淬火的區(qū)域有多種選擇，能夠?qū)π螤钶^為復(fù)雜的零件，以及無(wú)法使用其他常規(guī)方法進(jìn)行處理的零件進(jìn)行硬化處理，例如帶有凹槽的零件等。

　　5、自動(dòng)化程度高：工藝過程可以通過計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)高自動(dòng)化程度。這種高自動(dòng)化程度使得產(chǎn)品生產(chǎn)過程可以納入自動(dòng)化流水線中，從而提高生產(chǎn)效率。

　　6、綠色環(huán)保: 激光相變硬化熱量傳導(dǎo)自冷，無(wú)需使用水、油等冷卻介質(zhì)，也無(wú)需添加功能合金材料，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保和節(jié)能。

采用水溶性淬火冷卻介質(zhì)的汽車零部件一般可以分為以下幾類:

　　1、曲軸：發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零部件生產(chǎn)工藝要求連續(xù)化水平高，普遍應(yīng)用的是PAG類水溶性淬火冷卻介質(zhì)。

　　2、小型軸類產(chǎn)品：PAG類水溶性淬火冷卻介質(zhì)可用于各種小軸類產(chǎn)品，包括半軸、連桿、半軸套管、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向球頭、轉(zhuǎn)向臂和轉(zhuǎn)向接口等。這種淬火介質(zhì)可以應(yīng)用于各種不同結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單或復(fù)雜的產(chǎn)品。但是，建議在使用前進(jìn)行具體試驗(yàn)。


　　3、對(duì)于需要進(jìn)行滲碳淬火處理的工件，我們需要進(jìn)行以下步驟：

　　(1)需要將工件進(jìn)行預(yù)熱處理，以確保工件表面溫度達(dá)到所需溫度。

　　(2)我們需要將工件與加熱介質(zhì)接觸，以便工件表面能夠均勻地吸收加熱介質(zhì)。

　　(3)需要控制加熱溫度和時(shí)間，以確保工件表面能夠均勻地淬火處理。

　　(4)需要對(duì)淬火后的工件進(jìn)行冷卻處理，以使其表面達(dá)到所需的硬度和韌性。

　　因此，淬火處理的工件需要進(jìn)行預(yù)熱、與加熱介質(zhì)接觸、控制加熱溫度和時(shí)間，并對(duì)淬火后的工件進(jìn)行冷卻處理。

　　許多汽車零部件需要進(jìn)行滲碳或碳氮共滲處理，以增強(qiáng)其耐磨性和提高抗疲勞強(qiáng)度。通常使用的材質(zhì)包括20Cr、20CrMnTi和20CrMnMo，它們通常使用淬火油作為冷卻介質(zhì)。

　　4、感應(yīng)熱處理工件：　這些工件(曲軸、半軸、花鍵軸、傳動(dòng)軸等)都需要進(jìn)行感應(yīng)熱處理。為了滿足熱處理的要求，通常會(huì)使用PAG水溶性淬火冷卻介質(zhì)。

　　在使用PAG水溶性淬火冷卻介質(zhì)之前，需要檢查介質(zhì)濃度。一般情況下，介質(zhì)濃度的變化范圍應(yīng)該在設(shè)定使用值的±1%之內(nèi)。此外，還需要對(duì)淬火冷卻介質(zhì)進(jìn)行充分的攪拌。通過利用空氣中的氧氣，可以有效地殺滅細(xì)菌，從而防止或盡量減少各種污染的出現(xiàn)。

　激光淬火技術(shù)在鋼材上的應(yīng)用：

　　激光淬火具有柔性靈活、質(zhì)量穩(wěn)定、定位準(zhǔn)確、工件變形小、應(yīng)力低等特點(diǎn)，適用于機(jī)械制造、冶金、煤礦、石油、石化、兵器、航空航天等領(lǐng)域。激光淬火深度一般為0.8~1.0mm，硬度比傳統(tǒng)淬火高2~3HRC。國(guó)盛激光研發(fā)的激光淬火設(shè)備淬硬層深度可達(dá)2mm。例如大型閥座淬火深度為1-3mm。 75CrMo軋輥淬火深度為2mm，硬度由HS40提高到HS85，使用壽命提高6倍。汽輪機(jī)葉片三維曲面激光硬化層深度、硬度均勻，0.2~0.8mm可控，硬度HV400~490可控。瓦楞輥經(jīng)激光淬火后使用壽命提高5倍。

　　西安國(guó)盛激光淬火設(shè)備采用激光器，工業(yè)機(jī)器人及控制系統(tǒng)，組成多軸聯(lián)動(dòng)的柔性激光加工系統(tǒng)。根據(jù)零件的形狀及工藝需求，定制機(jī)型?，F(xiàn)在又研發(fā)出了八軸淬火設(shè)備和移動(dòng)式激光淬火設(shè)備，更方便了不能移動(dòng)式工件的加工修復(fù)

　壓輥模具激光淬火技術(shù)是一種的表面處理技術(shù)，其通過高能激光束對(duì)壓輥模具表面進(jìn)行快速加熱和冷卻，實(shí)現(xiàn)表面硬化和強(qiáng)化的效果。這項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在鋼鐵、有色金屬、橡膠、塑料等行業(yè)的壓延和擠出工藝中，壓輥模具的壽命和性能對(duì)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。

　　傳統(tǒng)的壓輥模具淬火技術(shù)通常采用油或水作為冷卻介質(zhì)，通過快速冷卻使模具表面形成一層高硬度的淬硬層。然而，這種技術(shù)存在一些局限性，如淬硬層深度較淺、冷卻不均勻、易產(chǎn)生裂紋等。相比之下，激光淬火技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，如淬硬層深度大、硬化均勻、冷卻速度快、變形小等。

　　激光淬火的原理是利用高能激光束對(duì)壓輥模具表面進(jìn)行掃描，通過快速加熱和冷卻使表面材料發(fā)生相變，形成一層高硬度的硬化層。激光淬火的硬化層深度可以達(dá)到數(shù)毫米至數(shù)厘米，硬化層內(nèi)的顯微組織結(jié)構(gòu)也得到了顯著改善，具有更高的硬度和更好的耐磨性。同時(shí)，激光淬火還可以改善壓輥模具的抗疲勞性能和耐腐蝕性能，從而提高其使用壽命。

　　激光淬火技術(shù)的實(shí)施需要使用高功率激光器和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。激光器通常采用二氧化碳或光纖激光器，它們的輸出功率可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同厚度和不同材料的壓輥模具。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)則負(fù)責(zé)控制激光束的掃描路徑和速度，以確保均勻加熱和冷卻整個(gè)表面。在處理過程中，需要對(duì)壓輥模具進(jìn)行的熱分析，以確定佳的工藝參數(shù)，如激光功率、掃描速度、光斑尺寸等。

　　激光淬火技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)得到了廣泛驗(yàn)證，其在提高壓輥模具性能和壽命方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)淬火技術(shù)相比，激光淬火技術(shù)具有更高的生產(chǎn)效率和更好的質(zhì)量。此外，激光淬火技術(shù)還可以通過優(yōu)化工藝參數(shù)來(lái)滿足不同材料和不同用途的壓輥模具的需求。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和成本的不斷降低，激光淬火技術(shù)將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用和推廣。

　　在未來(lái)的發(fā)展中，激光淬火技術(shù)將繼續(xù)受到關(guān)注和研究。人們將更加深入地研究激光與材料之間的相互作用機(jī)制，探索更加優(yōu)化的工藝參數(shù)和控制方法。同時(shí)，隨著新材料和新應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，激光淬火技術(shù)將面臨更多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。相信在不久的將來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)取得更加顯著的突破和創(chuàng)新。

　在汽車制造業(yè)的精密工藝中，汽車模具激光淬火加工技術(shù)無(wú)疑是一顆璀璨的明珠，它不僅了傳統(tǒng)熱處理的手段，更以其、、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，成為了提升汽車部件質(zhì)量、延長(zhǎng)使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　一、汽車模具激光淬火加工的原理

　　激光淬火，顧名思義，是利用高能量密度的激光束作為熱源，對(duì)模具表面進(jìn)行快速加熱至奧氏體相變溫度以上，隨后通過模具自身的熱傳導(dǎo)迅速冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下，從而在模具表面形成一層硬度高、耐磨性好的淬硬層。這一過程地改變了模具表面的組織結(jié)構(gòu)和性能，而不影響基體材料的整體性能，實(shí)現(xiàn)了“局部強(qiáng)化”的效果。

　　二、汽車模具激光淬火加工的優(yōu)勢(shì)

　　1、 與高靈活性：激光束可以實(shí)現(xiàn)極小的光斑尺寸和的能量控制，從而確保淬火區(qū)域的高度性。同時(shí)，激光加工路徑靈活可調(diào)，能夠滿足復(fù)雜模具表面的加工需求。

　　2、節(jié)能：激光淬火過程時(shí)間短，能量利用率高，相比傳統(tǒng)熱處理方式，能耗顯著降低。此外，激光加工無(wú)需使用大量的冷卻液，減少了環(huán)境污染和廢水處理的成本。

　　3、 表面性能：激光淬火后的模具表面硬度顯著提升，耐磨性、抗疲勞性和耐腐蝕性均得到增強(qiáng)，顯著提高了模具的使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量。


　　4、 綠色環(huán)保：激光加工過程中幾乎不產(chǎn)生有害物質(zhì)，符合現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)環(huán)保的高要求。

　　三、應(yīng)用實(shí)例

　　在汽車制造領(lǐng)域，汽車模具激光淬火加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸、齒輪、注塑模具等關(guān)鍵部件的生產(chǎn)中。以發(fā)動(dòng)機(jī)缸體為例，通過激光淬火技術(shù)，可以在缸體內(nèi)壁形成一層堅(jiān)硬的淬硬層，有效抵抗高溫高壓下的磨損和腐蝕，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。同時(shí)，針對(duì)缸體內(nèi)復(fù)雜的冷卻水道和油道結(jié)構(gòu)，激光淬火技術(shù)能夠控制加工區(qū)域，避免對(duì)周邊區(qū)域的熱影響，了整體性能的穩(wěn)定。


　　四、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展和消費(fèi)者對(duì)汽車品質(zhì)要求的不斷提高，汽車模具激光淬火加工技術(shù)將面臨更廣闊的應(yīng)用前景。未來(lái)，該技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：

　　1、 智能化與自動(dòng)化：結(jié)合機(jī)器視覺、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)激光淬火過程的智能化監(jiān)控和自適應(yīng)調(diào)整，提高加工精度和效率。

　　2、 多功能復(fù)合加工：將激光淬火與其他加工技術(shù)(如激光熔覆、激光清洗等)相結(jié)合，形成多功能復(fù)合加工系統(tǒng)，進(jìn)一步提升模具的綜合性能。

　　3、 新材料與新技術(shù)融合：針對(duì)新能源汽車、輕量化材料等新興領(lǐng)域的需求，開發(fā)適用于特殊材料的激光淬火工藝和技術(shù)參數(shù)。

　　4、 綠色化生產(chǎn)：持續(xù)優(yōu)化激光淬火工藝，減少能源消耗和廢棄物排放，推動(dòng)汽車制造業(yè)向綠色、低碳方向發(fā)展。

　　總之，汽車模具激光淬火加工技術(shù)作為現(xiàn)代汽車制造業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)顯著、應(yīng)用廣泛，對(duì)于提升汽車部件質(zhì)量、推動(dòng)汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的持續(xù)拓展，我們有理由相信，這一技術(shù)將在未來(lái)汽車制造業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用。