I . A lézerhőkezelési folyamat áttekintése
A lézeres hőkezelés egy fejlett felületmódosítási technológia, amely nagy energiájú sűrűségű lézernyalábot használ az anyagok felületének gyors melegítéséhez és hűtéséhez .
Az alapelv az, hogy az anyag felületét az austenit fázisátmeneti hőmérséklete fölött nagyon rövid idő alatt lézernyaláb segítségével (energia sűrűsége akár 10 -ig, 000 - 1 millió watt / négyzet centiméterrel), majd az anyag hőkezelőjére és a fertővezérlésre és a fertővezérlésre, a 3 -as {3 -as {3 -os {3 -os {3 -os {fertővezérlésre támaszkodva.
A technológia nagy pontosságú, alacsony deformáció, környezetvédelem és energiamegtakarítás jellemzői, és széles körben használják az autógyártásban, a mechanikus feldolgozásban és az egyéb területeken .
Másodszor, a lézeres hőkezelés előnyei
1. Nagy hatékonyságú és energiamegtakarítás:
A lézeres fűtési sebesség rendkívül lenyűgöző, akár 100, 000-1 millió Celsius fok / másodperc, és a hűtési sebesség ugyanolyan lenyűgöző, akár 100, 000 celsius fokonként . Ez az ultra-gyengéd fűtés és a hűtési sebesség jelentősen csökkentheti a feldolgozási ciklusokat és a termelési hatékonyságot.
Ugyanakkor az energiafogyasztás szempontjából a lézeres hőkezelés csak 1/3 és 1/5 a hagyományos hőkezelés . -ben, például egy nagy gyártó vállalkozás tényleges előállításában, miután a lézerhőkezelési technológiát alkalmazzák, az azonos számú termék feldolgozási ideje kb.
2. Nagy pontosság és rugalmasság:
A lézernyaláb -folt átmérője kiváló beállíthatósággal rendelkezik, és pontosan beállítható a . mikron szintre. Ez a tulajdonság rendkívül alkalmassá teszi a . komplex geometria helyi megerősítését.
Például a penészhornyok, a fogaskerekes fogak felületei stb.
A penészgyártásban összetett formájú és nagy pontosságú követelményekkel rendelkező penészek esetén a lézerhőkezelés erősítheti a helyi kopás által hajlamos alkatrészeket anélkül, hogy befolyásolná a teljes szerkezetet, és meghosszabbíthatja a penész élettartamát .
3. Környezetvédelem és szennyezés nélkül:
A lézeres hőkezelésnek nincs szüksége vízre, olajra és egyéb hűtési tápközegre a munkafolyamatban, hogy hatékonyan csökkentse a hulladék folyadék kisürülését .
Ez a szolgáltatás teljes mértékben a zöld gyártás követelményeivel rendelkezik, és elősegíti a környezetre gyakorolt káros hatások csökkentését . A környezeti szennyezéshez és az erőforrásokhulladékhoz képest, amelyet a hűtési közegek hagyományos hőkezelési módszerekben való nagy felhasználása okozott, kétségtelenül környezetbarátabb és fenntarthatóbb választás .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
4. Kiváló felületi teljesítmény:
A lézeres hőkezelés után az edzett réteg keménysége 5-20%-kal növelhető, a kopásállóság 3-5 -szer növeli, és a szolgáltatási élettartamot több mint háromszor meghosszabbítják . Ez azt jelenti, hogy a kezelt alkatrészek ellenállnak a magasabb terheléseknek és a szigorúbb munkakörülményeknek a gyakorlati alkalmazásokban .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
A bányászati gépekben a bányászati alkatrészek kopási ellenállása a lézerhőkezelés után jelentősen javul, ami nagymértékben csökkenti a berendezések karbantartási és cseréjű költségeit, és javítja a termelési hatékonyságot . az űrkutatás területén, a lézeres hőkezelés utáni szolgáltatási élettartam megbízhatóbb garanciát biztosít a repülésbiztonsághoz .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
3. ipari alkalmazási példák
1. motorhenger test/hengerbélés megerősítése
A henger belső falának lézeres oltását spirális szkenneléssel hajtják végre, és a megkeményedett réteg vastagsága eléri a 0 . 2 ~ 0,4 mm -t, és a felületi keménység a HRC20 -ról több mint HRC 60. {{{5} km -ről 0,054 mm -re csökkenti a 0,054 mm -re, és a {{5} km -ről 0,054 mm -re csökkentik, és a {{5} km -ről 0,054 mm -re csökkentik, és a {5} km -ről 0,054 mm -re csökkentik, és a {5} km -ről 0,054 mm -re csökkentik, és A futásteljesítményt 60, 000 km -ről 200, 000 km -re meghosszabbítják.
Folyamat -paraméterek:
-Allaser Power: 1,5 kW ~ 2,5 kW (folyamatos szálas lézer)
-Selcing sebesség: 10 mm/s ~ 30 mm/s
-Folt átmérő: 2 mm ~ 4 mm (téglalap alakú folt az energiaeloszlás optimalizálására)
-Aromining réteg mélysége: 0,2 mm ~ 0,4 mm (az energia és a sebesség beállítása szabályozott)
-Hűtési mód: önhűtés (a mátrix hővezetékére támaszkodva)
Például a motorblokkot lézeres hőkezelésnek vetettük alá 2 . 0 kW lézerteljesítményű és 15 mm/s -os szkennelési sebességgel.
A kezelési folyamat után a felszíni keménység jelentősen javult, és az eredeti HRC20 -ról egy jelentős HRC -re ugrott, ugyanakkor a motorblokk kopási ellenállása jelentősen megnövekedett, a teljes hatalommal és az élettartammal való élettartamhoz viszonyítva a hajtáshoz és az élettartamhoz viszonyítva, és fokozza a motor blokkolását, és fokozza a motor blokkolását, és fokozza a motoros blokkot, és fokozza a nagyobb szintű áramlást, és az élettartamot fokozza, és fokozza a hajtást, és az élettartamot fokozza, és fokozza a motoros blokkolást, és fokozza a nagyobb szintűséget, és fokozza a nagyobb szintűséget, és fokozza a nagyobb szintűséget, és fokozza a nagyobb szintű áramlást, és az élettartam fokozta a sebességet, és fokozza a nagyobb szintű áramlást, és fokozza a motor blokkolását. és stabilitás .
2. Autóformák felszíni kezelése
Folyamat -paraméterek:
-Allaser Power: 800 W ~ 1,5 kW (impulzus lézer a precíziós vágóélhöz)
-Pulse frekvencia: 20 Hz ~ 50 Hz (vezérlőhőbemenet)
-A összekapcsolási arány: 30% ~ 50% (az egységesség biztosítása érdekében)
-A rétegréteg vastagsága: 0,1 mm ~ 0,3 mm
Az ajtó bélyegzőjének pengéjét 1 . 2 kW lézerrel és 40% -os átfedési sebességgel kezeltük. Ezen kezelés révén a penge keménysége elérte a HRC58 magas szintjét a HRC 62. -ig.
Ezért a penész szolgálati élettartama jelentősen meghosszabbodott, csak 100, 000 ciklusok eredeti kapacitásától 350 -re, 000 ciklusokból . Ez a figyelemre méltó javulás nemcsak a termékek gyakoriságának és karbantartásának gyakoriságát csökkenti.}}}}}}}}}}}. Az olyan iparágak, mint az autóipari gyártás, ahol az alkatrészek pontossága és tartóssága rendkívül kritikusak, ennek a technológiának az alkalmazása kétségtelenül jelentős versenyelőnyöket és gazdasági előnyöket hoz a vállalatok számára .
3. Átviteli rendszer alkatrészei
Lézeres hegesztés és a hajtótengely héjának kompozit folyamata:
-A hüvelyi paraméterek: 4 kW lézerteljesítmény, hegesztési sebesség 1,2 m/perc, argon védelem
-A szekrény paraméterek: 1,8 kW lézerteljesítmény, szkennelési sebesség 20 mm/s
-Efekt: Hegesztési mélység 12,5 mm, oltási zóna keménysége HRC55, általános deformáció<0.1 mm.
A hajtótengely házának kezelésének folyamatában az átviteli rendszer alkatrészeiben a hegesztési paraméterekhez lézerhegesztés és kioltás kompozit folyamatát fogadták el, 4 kW -os lézerteljesítményt használtunk, hegesztési sebességgel 1 .} 2 m/perc, és az argongázt a védelemhez {4} hegesztéssel alkalmazták, és a hegesztést és a paraméter konfigurációját. Például a . folyamat, a tényleges működés során a stabil lézerteljesítmény és a megfelelő hegesztési sebesség egyenletes és erős hegesztést eredményez, míg az argongáz védőhatása hatékonyan megakadályozza a hegesztés magas hőmérsékleten történő oxidációját, biztosítva ezzel a hegesztők teljesítményét és megjelenési minőségét.
4. Gear és tengely megerősítése
Lézeres oltási paraméterek a fogaskerék -fogak felületéről:
-Allaser Power: 1,2 kW ~ 2,0 kW
-Szelrendezési sebesség: 8 mm/s ~ 15 mm/s (alacsony sebesség a fog gyökere, nagy sebesség a fog adaptív vezérlésének tetején)
-Foltos forma: hosszúkás folt (4 mm x 0,5 mm, megfelelő a fogfelület görbülete)
-Aromening réteg mélysége: 1,0 mm ~ 2,0 mm
A nehéz gépek gyártási folyamatában a kulcsfontosságú alkatrész -felszerelést (a 12. modullal) egy speciális . lézerprogrammal dolgoztuk fel, különös tekintettel az 1 . 8 kW teljesítményre, és a feldolgozást 10 mm/s -os szkennelési sebességgel hajtottuk végre.
After this treatment, the hardness of the tooth surface has significantly improved, reaching a range of HRC60 to HRC63. This enhancement in hardness directly leads to substantial performance improvements, most notably a significant increase in fatigue life. The original fatigue life of the gear was only 50,000 cycles, but after the aforementioned treatment, it astonishingly increased 50 -től 000 ciklusok 200 -ig, 000 ciklusok .
5. precíziós szerszámgyártás
Lézeres oltás a szívvágó szerszám élének:
Folyamat -paraméterek:
-Allaser Power: 300 W ~ 600 W (rövid impulzus lézer a túlmelegedés elkerülése érdekében)
-Pulse szélessége: 0,5 ms ~ 2 ms
-A megismételési frekvencia: 100 Hz ~ 200 Hz
-Marening réteg mélysége: 50 μm ~ 150 μm
Az ipari gyártás egy adott részén a maróvágó széle speciális kezelésen ment keresztül 500 W impulzusos lézerrel .
Ezt megelőzően a maróvágó szélének keménysége HRA 88. volt, miután elvégezte ezt a fejlett kezelési folyamatot, az élkeménység jelentősen javult a HRA 92. számára, hogy ez a keménység javulása rendkívül észrevehető hatásokat váltott ki, és a legszembetűnőbb az életcsökkentő élettartam, de a kezelés után, de a kezelés után, de a kezelés után, de a kezelés után, de a kezelés után, de a kezelés után, de a kezelés után, de a kezelés után, de a kezelés után, a kezelés után, a kezelés után, a legszembetűnőbb, de 500 W impulzusos lézer, a vágási életet teljes háromszor meghosszabbította .
A mechanikus feldolgozási műhelyben ez a kezelt maróvágó ellenáll a magasabb vágóerőknek és a hosszabb folyamatos működésnek, amikor fém alkatrészeket . megmunkálnak az űrkoncsok gyártásában, ahol a pontosság és az anyagigény rendkívül magas, ez a megkeményedett és meghosszabbított vágási élettartamú malomcsövek pontosabban és hatékonyabban és hatékonyabban teljes, komplex alak-feldolgozó takkokat biztosítanak, és erősen támogatják a magas színvonalú malmárolást, és az jóval megőrizték a murfaként, az józan és meghosszabbítják a malomcsökkentő darabot, és biztosítsák az józanra-vevőkészüléket. Termékek . Nemcsak csökkenti a gyakori malomvágó -pótlásokkal kapcsolatos idő- és munkaerőköltségeket, hanem javítja a termelés hatékonyságát és a termékminőség stabilitását is, pozitív hatást gyakorolva a kapcsolódó iparágak fejlesztésére .
4. Paraméterek optimalizálása és folyamattervezési pontjai
1. energia sűrűségvezérlés:
A lézeres hőkezelés folyamatában az energia sűrűségének pontos ellenőrzése egy kritikus lépés: . Az E energia sűrűségének kiszámításának képlete e=p / (v * d), ahol P jelzi az energiát, v a szkennelési sebességet jelöli, és d a folt átmérője .}}}}} a szoros kapcsolatot mutatja be a szoros kapcsolat és a kulcs paraméter között.
Különböző anyagoknak saját specifikus fázisátmeneti küszöbértékei vannak a .} acél szedése példaként, a fázisátmeneti küszöbértéke általában 150 J/cm² -től 300 J/cm² -ig terjed. eredmények; Ha az energia sűrűsége túl magas, akkor túlzott ablációt vagy más káros hatást okozhat a . anyagra.
2. hűtési sebesség beállítása:
A hűtési sebesség ésszerű szabályozása kulcsfontosságú, hogy biztosítsa a lézeres hőkezelés minőségét, és elkerülje a . hibák kialakulását a könnyű folt mozgás útjának ügyes beállításával, például a gyűrűs szkennelés használatával, a hőeloszlás és az átvitel módja hatékonyan megváltozhat, hogy megvalósítsa a hűtési sebesség szabályozását .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
Ezenkívül a külső kiegészítő hűtési módszerek, például a sűrített levegő alkalmazása jelentős szerepet játszhat a . A sűrített levegő gyorsan eltávolíthatja a hőt a feldolgozási területről, felgyorsítva a hűtési folyamatot ., azonban a hűtési sebesség beállításához pontos szabályozást igényel; Túl gyors vagy túl lassú lehet, amelyek mindegyike . problémákat okozhat, ha a hűtési sebesség túl gyors, az anyagon belüli túlzott hőstresszhez vezethet, potenciálisan repedéseket okozhat; Ha a hűtési sebesség túl lassú, akkor nem lehet időben megakadályozni a káros fázis -transzformációkat .
3. Intelligens paraméter -ajánlás:
A digitalizáció és az intelligencia hullámában a mai korszakban a lézeres hőkezelés területe intelligens változásokba is beindult a . fejlett gépi tanulási modellek, például a BP neurális hálózat alapján, erős támogatást nyújthat a folyamatparaméterek előrejelzéséhez .}
Ezek a gépi tanulási modellek, a kiterjedt kísérleti adatok és a valós termelési esetek tanulmányozásával és elemzésével, összetett kapcsolati modelleket hozhatnak létre a bemeneti paraméterek (például az anyagösszetétel, a célkeménység stb. A tényleges termelés értéke .
V . jövőbeli fejlesztési trend
1. Intelligencia és automatizálás:
A fejlett gyártási technológia fejlesztésekor az intelligencia és az automatizálás kulcsfontosságú trendekké vált . A lézerhőkezelés területe sem kivétel . A gépi látás és az AI technológia okos kombinációján keresztül, figyelemre méltó áttöréseket érnek el .}
A Machine Vision Technology olyan, mint egy pár lelkes szem, amely képes valós időben és pontossággal rögzíteni a lézerfeldolgozási folyamat különféle finom változásait a . AI technológiával, másrészt intelligens agyként működik, képesek és pontos elemezni és feldolgozni a Machine Vision .}}} {{}}} {} {} -ben kapott információkat.
Például, a kioltási folyamat során a rendszer valós időben figyelheti a kioltott réteg mélységét . Ez a funkció olyan, mint egy pontos mérőeszköz telepítése a folyamathoz, biztosítva, hogy a leoltott réteg mélysége mindig megfelel a tervezési követelményeknek . ugyanabban az időben, a hőmérséklet -eloszláshoz valós időben, a teljes kezelési folyamat felkészítésével, a teljes kezelési folyamat felkészítésével, a teljes kezelési folyamat felkészítésével, a teljes kezelési folyamat felkészítésével, a teljes kezelési folyamat felkészítésével, amely a teljes kezelési folyamat felkészítésére szolgál, és a teljes kezelési folyamat felkészítésére képes a hőmérséklet -eloszláshoz. Hálózat . Ez lehetővé teszi az egyenetlen hőmérsékletű területek időben történő észlelését és kiigazítását, biztosítva ezzel a termékminőség konzisztenciáját és stabilitását .
2. kompozit feldolgozási technológia:
A kompozit feldolgozási technológia erőteljes innovatív erőt mutatott a . lézerhőkezelés területén a lézer oltásának, a burkolat és más folyamatok kombinálásával, multifunkcionális gyártósor képez, amely nagymértékben javítja a feldolgozási hatékonyságot .
A lézeroltás jelentősen javíthatja az alkatrészek felületi keménységét és kopásállóságát, míg a burkolat hozzáadhat egy speciális tulajdonságú anyagréteget az alkatrészek felületéhez, javítva a korrózióállóságukat és a magas hőmérsékleti ellenállást.
Amikor ezeket a folyamatok kombinálódnak, hatékony együttműködési munkamódot képeznek ., például a gyártósoron, egy alkatrészt először megtisztíthatók a felszíni szennyeződés és az oxidációs rétegek eltávolítása érdekében, majd lézeres oltáson esnek át a felületi keménység növelése érdekében, majd a termelési ciklusok és az átadást a közbeiktatott lépésekkel, az átadást, az átadást, a termelési ciklust, a termelési ciklust, a termelési ciklust, a termelés fokozására, a termelés fokozására, a termelés fokozására, a termelés fokozására, a termelés fokozására, a termelés fokozása, hatékonyság és csökkenti a termelési költségeket .
3. Új anyag adaptáció:
Az új energiamű járműipar gyors növekedésével a könnyű anyagok iránti kereslet napról napra növekszik . A kereslet kielégítése érdekében a lézeres hőkezelő mező aktívan végezte kutatási és fejlesztési munkát az általánosan használt könnyű anyagok számára, például az alumínium ötvözet, a szénszálas kompozit anyagok stb.
Az alumíniumötvözetnek jó szilárdsága és könnyű tulajdonságai vannak, de a kifejezetten lézerhő -kezelési folyamaton keresztül még mindig van javulás a . -ben, a kristályszerkezete optimalizálható, az erőssége és a keménysége javítható, hogy jobban alkalmazkodjon az új energia járművek komplex munkakörnyezetéhez .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
A szénszálas kompozitok kiváló szilárdság-súlyarányúak, de vannak kihívások a kapcsolatban és a felületkezelés . A speciális lézerhőkezelési folyamatok javíthatják a felszíni teljesítményüket és javíthatják a kapcsolat szilárdságát más alkatrészekkel, ezáltal javítva a teljes jármű szerkezetének megbízhatóságát és biztonságát .}
Ezek az új anyagok fejlesztésére szolgáló speciális lézeres hőkezelési folyamatok erőteljes technikai támogatást nyújtanak az új energia járművek fejlesztéséhez, és elősegítik az autóipart egy könnyebb, nagy teljesítményű és fenntartható irányba .
Vi . Következtetés
A lézeres hőkezelő technológia, annak nagy hatékonyságával, pontosságával és környezetbarátságával, az autóipari és mechanikus gyártóiparban alapvető folyamatmá vált . A motorblokkok kopási ellenállásának fokozásától a fogaskerekek élettartamának kiterjesztéséig, számos alkalmazás példa. Kétségtelenül tovább hajtja a fejlett berendezések gyártásának frissítését és átalakulását .
