激光熔化热处理的理论及实验研究

对于现有的激光运用中 ,表面熔化已经成为了激光表面改性的一种重要手段。为了充分了解激光熔化机理 ,对表面熔化进行模拟研究很有必要。本文运用导出的内部边界条件的解析模型 ,利用有限元方法 ,对激光热处理温度场的偏微分方程进行了数值模拟。预测的最大熔化区域和实验比较取得了很好的一致。     

激光热处理理论探讨与实验

本文引用一些资料的结论，从加热金属表面热传导方程出发，推导了激光表面热处理过程中激光功率P，照射光斑直径d和照射时间t等工艺参数与处理深度z之间的关系。经实验证明，理论和实验基本相符。理论和实验证实利用改变激光功率P，照射光斑直径d和照射时间t等工艺参数来实现严格控制激光表面热处理深度z的可能性。     

激光热处理温度场的实验和理论研究

提出了一种激光热处理三维温度场内部边界条件模型,运用有限元方法,对激光热处理温度场进行数值模似,该模型所确定的温度场很好的保证了工作的能量守衡,使得该模型可以用于有限大工件硬化区域的预测。根据相变理论,对该模型进行了实验验证。从该模型得到很好的实验验证显示,数值模拟不仅可以用于激光热处理规律的进一步研究,还可以用于激光热处理的实验预测,获得最佳的热处理结果,达到节约实验费用的目的。     

激光交叠热处理的实验研究

激光交叠热处理45#钢在交叠区有较大的硬度下降,本文从热传导方程出发,分析了激光热处理过程中的温度场分布,由此讨论后一道处理对前一道硬化带的重新加热过程,以及不同温度区域所产生的不同程度回人或淬火而导致的不同硬度值变化,分析了实验现象并提出解决问题的方法。     

灰铸铁YAG激光热处理的实验研究

本文采用５００Ｗ连续输出的ＹＡＧ数控激光热处理系统对ＨＴ２５０灰铸铁进行了激光热处理工艺参数－－－输出功率、热焦量、扫描速度、表面吸光膜层处理及表面粗糙度对感化层深度、宽度、硬度和显微组织影响的实验研究。为连续输出ＹＡＧ激光热处理的应用提供了有价值的参考数据，并在汽车缸体（套）淬火中试用。     

激光热处理工件边界的保护及模拟研究

激光热处理应用研究中，当激光作用区临近工件边界时，防止边界熔化并让边界获得满意的热处理是必须认真处理的重要问题。实验研究表明，根据被处理工件的边界形状设计光阑并将光阑放在合适位置，可以有效地避免边界损伤并获得高质量的处理结果。为简化热作用研究，通常可以将被处理材料视为热物性参数为恒量的连续介质，而当处理工件的边界由相交平面边界构成时，可以通过引入适当的像热源来处理边界问题，因此，用这种热处理温度场的半解析计算方法可以满意地获得边界附近的瞬态温度场。提出了一种边界保护的简单方法，并利用激光热处理温度场的半解析计算方法作出证明。研究结果表明，合适选择边界保护宽度，不但能够有效保护边界，并能在边界附近得到深度均匀的硬化带。     

激光热处理

本文叙述激光热处理的原理,方法,设备及主要影响因素,着重介绍激光相变硬化和表面合金化。     

激光热处理及其设备与工艺

本文介绍了激光热处理原理及其有关的设备和工艺，并以激光相变硬化(激光淬火)为例总结了国内外最近的设备与工艺研究进展情况，给出了较多的研究实例，可供从事激光热处理技术的科技人员参考。     

激光热处理温度场及相变硬化带的快速计算

提出了激光对金属材料表面非熔凝处理的稳态温度场快速计算以及快速确定铁基材料表面相变硬化带尺寸的方法。该方法不仅可以对任意功率密度分布的激光进行热作用计算，而且计算速度比相同精度的传统数值计算快两个数量级以上。     

激光热处理光束优化系统

激光束的光强分布以及光斑形状对激光热处理硬化层性能影响极大,一般要求光强均布的矩形光斑或宽带光斑;但是光强均布的激光束不一定产生均匀的硬化层,目前的激光热处理光束优化装置得到的是中间厚,两边薄的月牙形分布硬化层.为了改善激光热处理硬化层分布的均匀性,在分析国内外激光热处理光束优化系统研究现状及存在问题的基础上,提出了光束优化系统的两种方案,激光扫描环形光斑和线形光斑.建立了两种光斑温度场的数学模型,模拟了温度场分布.从理论上说明了两种方案能够改善激光热处理硬化层分布均匀性.     

激光热处理的模拟及其应用

采用无量钢参数，导出了匀强矩形激光光斑相变硬化处理钢铁材料时表面以下各部分材料所经历的最高温度与其距表面距离的关系曲线族。仅由此曲线族，即可根据要求的淬火层深度以及单位时间处理的表面积，计算确定激光热处理的参数。     

模具表面的激光热处理研究

对各种材料的模具表面激光热处理工艺进行了比较 ,在不同工艺条件下得到了不同的效果 ,并得到了较佳的工艺参数 ,在模具表面激光热处理方面收到了良好的效果     

薄板表面激光处理温度场有限元计算及半解析模拟

建立了计算材料表面激光热处理温度场有限元程序,以薄板为例讨论了边界条件的选取,研究了激光功率和工件移动速度对温度场的影响并与半解计算进行了比较。     

激光相变硬化处理的模拟

研究用矩形匀强激光光斑相变硬化处理金属材料的移动热源、机理与模拟计算等问题,建立了表面以下各部分材料的最高温度与距表面深度的关系曲线簇。从而可按要求的淬火(硬化)层深度等计算确定激光相变硬化处理参数,结果表明理论计算值与实验结果相符。     

汽车发动机排气阀的激光热处理

用连续的1kw—CO~2激光器，对汽车发动机排气阀尾端进行激光相变硬化处理，所得硬化层厚度及硬度值符合标致汽车发动机排气阀的技术要求，可以用于代替进口产品。     

镍-磷-纳米氧化铝化学镀层的激光热处理及其摩擦磨损性能

用化学镀技术在中碳钢基片上制备镍-磷-纳米氧化铝复合镀层,并用CO2激光在多种扫描速度及功率密度下对镀层进行热处理.采用能谱(EDS),扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)、划痕实验和球盘式摩擦磨损实验对镀层的成分、结构形貌、结合力和摩擦学性能等进行表征,并考察工艺参数对镀层结构和耐磨性能的影响.结果表明,激光热处理后镀层由非晶态变为晶态,析出Ni和Ni3P相,而Al2O3仍呈非晶态;镀层硬度因相变硬化而显著提高,表面粗糙度增加和相结构的改变导致摩擦系数上升,镀层结合力小幅度下降,其主要磨损机制为磨粒磨损.在扫描速度1.5~3.0 m/min,激光功率密度5.0~8.3 kW/cm2范围内,镀层硬度高、耐磨性能优异,最低磨损率为1.21×10-5mm3/(N·m).