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激光淬火

均匀的热处理-适用于所有几何构件-功率高、节省成本

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钢材淬火是最早的工业工艺之一。这项工艺可追溯到远古时代。现今的激光淬火目标和以前一致：通过局部淬火使材料表面得到耐磨损和耐腐蚀的防护层。

< p>激光淬火是二极管激光器在金属加工方面最早的应用，时至今日在实际应用中还是很重要。激光和其他工艺相比可以有选择性地针对局部淬火。几乎不会或者只产生微小的变形，用户几乎无须返工。此类应用用激光淬火可以节省25%的成本。

激光淬火的工艺

淬火的目的是使钢材结构改变。首先，铁素体材料结构受热变成奥氏体，再通过淬火转变成硬度高的马氏体。激光淬火的绝对优势在于它可以选择将一定的热量输入到需要淬火的区域。即使构件结构复杂，它可以在不使得其他区域铁素体发生相变的情况下，灵活地实现部分区域淬火。感应淬火法则无法实现区域性淬火。通常，工件仅需要短暂的加热，热能即向周围材料层涣散，因此在大多数情况下无需外加冷却。激光淬火一般不会引起材料翘曲，不需要通过额外的办法来校正工件的变形。

二极管激光器应用于材料表面淬火

激光表面淬火的工艺理论上适用于所有材料，传统的淬火工艺在碳含量足够的情况下都可应用。激光淬火时只会针对要求很高的局部位置进行淬火，例如在工具制造的钢材或铸铁上。尤其是在密封或环形部件的热处理上，配合使用Laserline OTZ 变焦镜组 进行淬火，效率高操作灵活。

二极管激光器的加工优势

二极管激光器的淬火可以达到机器部件、工具、配件、易损耗材等相应材料的最大硬度。温度控制确保了每种材料的最佳加工效果以及相关应用的最佳硬度。这项激光热处理工艺也可用来降低高硬度材料局部的硬度，以此来使局部更易变形。

二极管激光器和其他工艺相比还有许多优点：

  • 硬度轮廓聚焦的理想匹配
  • 选定部件局部热处理
  • 现有生产线淬火工艺集成
  • 复杂几何结构工件的淬火

 

应用案例

表面硬化

激光淬火时，仅对需被淬火处理的区域金属进行淬火，比如用于钢材或铸铁制的工具制造。 

只有工件表面区域的钢结构，即边界区域的材料受热发生相变。二极管激光可从不同的角度选择性且灵活地照射到工件表面，且可对工件表面的淬火温度精确控制，可以实现几何形状异常复杂工件的表面淬火。从齿轮、链轮凸轮到蜗杆轴、夹具、刀具和钢绳卷筒，Laserline的二极管激光器可以成功应用于几乎所有表面结构的淬火。

Laserstrahlhärten von Nockenwellen
取材: Fraunhofer IWS, Volkswagen AG

凸轮轴的淬火

这类轴主要应用于汽车行业。凸轮轴的几何形状复杂且在使用中材料受的应力非常大，因此需要对凸轮轴局部，进行选择性的淬火。在这里，仅表面层的钢结构发生变化，构件表面下的主体材料必须保持原来的结构以保证旋转轴在长期使用下不会变脆或断裂。

Laserhärten einer Seiltrommel
来源: Matex PM

外包淬火

出于多种原因，工厂自己配备淬火设备成本太高，所以会把淬火加工外包给其他厂家。这些工厂来自于不同的领域，所以淬火设备需要满足不同应用的需求。对此，Laserline二极管激光器是非常值得推荐的工具：激光能量输出灵活、可以精准控温，对每个工件进行完美加工。与其他激光源相比，成本较低。

此外，它能效高、寿命长、几乎无须维修，可以确保工厂运营的经济性。

MATEX PM是一家位于捷克的皮尔森市的公司，他们使用二极管激光器为不同的金属材料应用提供加工解决方案。MATEX PM与Laserline合作，为铸铁钢绳卷筒（直径2米，重2.5吨）使用时的频繁磨损寻求解决方案。