激光熱處理在歐洲的應用已經普遍成功,美國OEM制造商采用這種技術是必然的。美國汽車模具OEM制造商接受激光熱處理的障礙,包括這種技術在美國仍然沒有得到很好的理解的事實。關于激光熱處理的成本節約、質量和進度改善的數據尚未轉移到美國的決策者;而且在美國,可靠的激光熱處理加工車間很少。但顯然,激光熱處理有望在美國OEM業內被迅速采用。
什么是激光熱處理?
激光熱處理工藝中,典型光斑尺寸在0.5×0.5英寸和2×2英寸之間的激光束照射金屬部件的表面,作為向其傳遞熱量的手段。以這樣的方式輸送激光能量,以便將金屬表面和熱影響區(HAZ)的溫度升高到其冶金轉變溫度以上。當移除激光熱源時,金屬的熱量通過傳導熱移除提供加熱區域的快速淬火,從而產生所需的硬度。可以精細調接激光束運行的細節,以便對硬化過程的所有方面進行精確控制。根據幾何形狀,激光熱處理還允許通過視距處理其他方式難以到達的區域。激光熱處理有時也稱為激光硬化。
激光熱處理的益處
與傳統的熱處理技術如感應、熔爐和火焰熱處理相比,激光熱處理的益處是:
1.一致的硬度深度
通過精確控制輸送到金屬本身的能量,包括毫秒級反饋控制,激光能量的特性意味著激光熱處理可以產生嚴格規格的HAZ,從而在非常嚴格的公差范圍內實現一致的硬度深度。
2.大多數汽車模具不需要硬銑削
除了前面提到的精確控制之外,激光能量本身的固有特性,意味著對任何給定的HAZ尺寸,激光熱處理可自動為處理的模具提供盡可能小的總能量。在大多數汽車模具中,該工藝的內置功能可自動實現零畸變。傳統的熱處理方法需要在熱處理之后研磨額外的材料,與之不同,激光熱處理是在將模具切割成最終形狀之后進行的。這樣可以避免在材料硬時額外的加工操作從而節省成本。
3.硬度更高
由于激光熱處理中熱處理區域的快速自淬火,在正確的工藝條件下,該工藝實現的典型硬度往往比火焰或感應工藝高幾個點。
4.精確地將光束能量應用于工作點
火焰或線圈需要不緊靠工作區域。激光熱處理有更大的能力僅將熱量施加到預期區域,相鄰區域的加熱最小甚至為零。
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