机床离合器联结、花键套、磁轭和齿环的激光淬火技术应用
机床离合器联结、花键套、磁轭和齿环等经激光淬火后,其质量明显优于普通盐浴或感应淬火,解决了联结爪部工作面硬度低、卡爪内侧畸变大,花键套键侧面硬度低、内孔畸变超差、小孔处开裂,磁轭和齿环渗碳淬火畸变大、发生断齿、两者啮合不良、传递力矩不足及发生打滑等缺陷。
实例1 电磁离合器联结(见图7),材料为45钢,技术要求:硬度≥55HRC,淬硬层深度≥0.3mm,激光设备改造升级厂家,爪部直径畸变≤0.1mm,硬化面积≥80%。
(1)工艺流程
全部机械加工后,在数控激光热处理机上自动进行六个爪的12个侧面激光扫描淬火。
(2)激光淬火工艺
激光输出功率P=1000W,透镜焦距f=350mm,激光设备改造升级厂,离焦量d=59mm,扫描速度v=1000mm/min,激光设备改造升级,生产节拍t=45s/件。
(3)检验结果
硬度为57~60HRC,淬硬层深度0.3~0.6mm,直径畸变≤±0.03mm,爪侧面100%淬硬
激光冲击强化
概念
不同于一般的激光加工,不是利用激光产生的热效应,而是利用激光诱导等离子体冲击波产生的力学效应来改善材料表面***和性能的。
优势
① 激光冲击强化能有效地保护被处理试样表面;
② 激光冲击强化处理具有可叠加性;
③ 激光冲击强化可获得特别高的冲击力,产生很深的强化层;
④ 激光冲击强化可在室温、空气条件下进行,工艺过程清洁、无污染,是一种绿色、环保的表面强化方法,并且处理后试样表面的光洁度较高,特别适合对表面质量要求较高的试样进行局部强化处理;
⑤ 激光便于聚焦和传播,激光冲击加工柔性更好,在常规方法无法进入的局部表面或不规则复杂空间的强化处理方面,具有明显的优势,而且激光冲击强化的控制参数较少(激光功率密度、激光光斑尺寸、激光脉冲持续时间),易于和控制,便于实现自动化生产;
⑥ 与传统机械喷丸相比,激光冲击处理获得的材料表面残余应力深度可达1 mm,约为机械喷丸的2~5倍,而其加工硬化程度明显低于机械喷丸处理;同时可保留较好的表面形貌,激光冲击处理后的表面不平度明显低于机械喷丸处理;
特点
① 超高压,冲击波峰压达到数万个大气压;
② 超快,激光设备改造升级哪里有,塑性变形时间仅仅几十ns;
③ 超高应变率,达到107s-1,比机械喷丸强化高万倍。
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