齿轮激光相变硬化处理技术

对齿轮激光相变硬化处理技术进行了研究。提出了齿轮激光表面强化的连续偏置技术、变速扫描技术和辅助冷却技术，获得了沿齿面均匀分布的硬化层。激光淬火齿轮和渗碳淬火齿轮接触疲劳试验结果表明：激光淬火齿轮的接触疲劳极限应力略低于渗碳淬火齿轮的接触疲劳极限应力，其幅度小于9％。激光淬火齿轮接触疲劳寿命离散度小于渗碳淬火齿轮。     

大模数齿轮宽带激光淬火

提出了激光热处理一个新的应用领域——采用宽带激光淬火对大模数齿轮进行表面强化处理,有效地防止齿面大块剥落的失效。试验在几种不同激光淬火工艺下进行,选取最佳工艺,并得出在其工艺处理下的性能及组织特征:硬化层深1.2～1.4mm,宽20mm,表面硬度HRC55～60,心部硬度HRC30～35、硬化层组织为细晶混合马氏体相少量残余奥氏体,心部为细回火索氏体。在整个硬化层中获得较高的残余压应力,其值在267～425MPa之间,并分析讨论了这些特性对防止大模数齿轮失效所起到的有效作用。     

齿轮激光表面强化技术研究

提出了激光偏置、变速扫描和辅助冷却齿轮激光表面强化的3项关键技术。在此基础上，获得了沿齿廓分布的均匀硬化层。检测结果表明：齿轮激光淬火变形很小，不影响齿轮的精度等级。     

1M2高速钢齿轮刀具激光熔凝强化组织与显微硬度研究

采用合理的工艺参数在原始组织为淬火态的M2（W6Mo5Cr4V2）高速钢齿轮刀具试样表面进行激光熔凝淬火,再在570℃温度下进行一次回火。根据显微组织的形态特征,划分出激光淬火加热层的分布区域;分析了显微组织与显微硬度的对应关系;建立了显微硬度拟合曲线的数学模型。研究表明,经激光熔凝淬火＋一次回火的M2高速钢加热层显微组织由外向内分为熔化区、微熔区、相变硬化区、回火软带和不充分回火区5个区域,并呈同心圆环分布,分别对应等轴晶及树枝晶、粗等轴晶及细等轴晶、马氏体＋残余奥氏体＋未熔碳化物、回火索氏体、短暂回火后略微软化的基体组织．与显微硬度具有良好对应关系;齿轮刀具激光熔凝淬火表面应该是后刀面和侧后刀面;高精度拟合的显微硬度曲线有助于预测和有效控制经激光强化的齿轮刀具刀刃精磨后在加热层中的位置及切削性能。     

凸轮激光淬火运动轨迹控制的研究

对凸轮表面激光淬火工艺进行了理论研究和分析,得出获得均匀硬化层的关键问题是要保证激光扫描过程中的热效应时时相等的结论;分析影响激光淬火过程中热效应的主要工艺参数,提出凸轮实现均匀硬化层时激光淬火要满足的三个基本条件。通过采用运动控制,从而实现激光扫描过程中的热效应时时相等。     

大模数齿轮激光淬火的有效硬化层深

齿轮激光淬火有整硬化层深的取值到目前为止没有统一的标准,这对该项技术的推广应用十分不利。为此,根据齿轮淬火硬化层深的主要计算理论,进行了齿轮激光淬火与渗碳淬火有效硬化层深的对比研究,并根据国内外齿轮激光淬火的试验与应用研究结果,提出了大模数激光淬火硬化层深的取值范围。     

45^#碳钢激光相变硬化层磨损特性的研究

本文在相同条件下对激光相变硬化处理、淬火-回火及未经处理的45^#碳钢的磨损特性进行了对比试验研究。结果表明，激光相变硬化处理明显地提高了材料表面的抗粘着和抗擦伤能力，因而可以使其在一定负荷和往复速度下的耐磨性能提高一个数量级。往复速度(频率)、负荷对激光相变硬化层和淬火-回火试样之磨损率的影响不同：淬火-回火试样的磨损率随着负荷的增大而迅速增大，但相变硬化层在负荷低于294N时的磨损率增加十分缓慢，只有当负荷超过294N之后才迅速增大；淖火-回火试样的磨损率是随往复频率的增大而迅速降低，而相变硬化层的磨损率随着往复频率的增大却是先上升而后下降，但其量值的变化较小，当往复频率高于每分钟500次时，二者的磨损率基本相同。     

35CrMo钢离子氮化与激光相变硬化复合处理及真耐磨性的研究

介绍了３５ＣｒＭｏ钢氮化加激光相变复合处理后组织及硬度分布的规律，并在各种工艺和材料条件下进行了滑动磨粒磨损试验。结果证明：复合处理的淬硬层深度大于非氮化激光处理的硬化层。在滑动磨粒磨损条件下，与３５ＣｒＭｏ钢氮化或激光相变硬化相比，复合工艺可获得更好的耐磨性，基本与ＧＣｒ１５钢淬火、低温回火相当。     

球铁曲轴激光淬火工艺的研究

介绍了激光淬火球铁曲轴与常规的曲轴表面处理方法相比有许多优点,提出了一种激光淬火球铁曲轴圆角部分扫描的新方法。通过优化激光淬火球铁曲轴的参数,对球铁曲轴进行了实验,实测了激光淬火后硬化层的深度、宽度及表面硬化层的硬度。实验还表明曲轴激光淬火前后变形量较小,抗疲劳性能优良,淬火带内存在较大残余压应力,且沿曲轴径向的淬火区与非淬火区相邻的一定范围内还存在一定的拉应力,证明了激光淬火球铁曲轴的可行性。     

38CrMoAl钢激光表面处理

本文研究了38CrMoAl钢激光表面处理工艺参数与处理结果的关系,建立了激光辐照功率密度、辐照时间、硬化层深度的三维关系曲面,讨论激光表层组织特征。试验结果表明,该钢经激光辐照后,由表及里,组织依次为熔凝层、过烧层、淬火层、回火层;淬火层耐磨性最佳,熔凝层次之,过烧层最差。     

激光表面淬火与常规表面淬火在模具应用上的研究分析

介绍了用于模具表面淬火的常规方法以及激光淬火加工系统和激光强化工艺方法,讨论了激光强化模具表面的硬化层深度和耐磨性能与激光强化工艺参数之间的关系,采用激光强化技术能大幅度提高模具的使用寿命和加工质量。     

大型柴油机活塞项环槽的激光热处理

经激光处理的缸径为400mm的大型柴油机活塞项环槽,表面硬度可达HV750,硬化层深度为0．59mm。硬化层组织为超细化马氏体和残余奥氏体,与基体之间有良好组织结构的过渡层。实际运行结果表明,经激光热处理的活塞顶环槽的耐磨性大为提高,性能不低于进口件。该工艺已应用到批量生产中,产生了显著的社会效益和经济效益。     

轴承滚道表面激光强化处理

利用CO2激光器进行GCr15制轴承滚道表面激光强化处理试验.用光学显微镜和扫描电镜对经激光表面改性后的显微组织和形貌进行分析.结果表明,选择合适的激光淬火参数,可以保证激光表面改性层有足够的硬化层深度(0.8～0.9 mm)、高的硬度值及更加细小的马氏体组织.     

激光相变强化提高GCr15钢表面硬度的机理研究

通过试验，分析了GCr15钢经激光相变强化后硬化层的微观相结构；验证了经过激光相变强化后其表面硬度可得到明显提高；探讨了激光相变强化提高GCr15钢表面硬度的机理。     

钢和铸铁激光相变硬化层的残余应力研究

对钢和铸铁中激光相变硬化引起的残余应力现象进行了研究。结果表明，激光相变硬化层中的残余压应力是普遍存在的现象。激光能量密度Ｐ／Ｄ_ｂ~ｖ对残余应力的大小有很大影响，且对具有不同原始组织的材料，影响的规律也不同。推导了激光相变硬化层的残余应力公式，并对实验结果进行了分析讨论。     

标准直齿圆柱齿轮轮齿表面应用单激光束的处理方法

提出标准直齿圆柱齿轮轮齿表面应用单激光束螺旋扫描的处理方法，对扫描速度、齿轮偏置量及激光入射角进行分析，建立它们之间的关系，讨论扫描速度与激光入射角对能量的影响，基于上述理论，获得了沿齿廓均匀分布的硬化层。     

齿面激光熔覆技术研究

研究齿轮齿面激光熔覆粉末合金的工艺、显微硬度分布、熔覆层及过渡层等的金相组织及性能。结果表明,采用合适的合金粉末及激光熔覆工艺能够获得与基体呈冶金结合、无裂纹的熔覆层,显微硬度明显高于基体,且在熔覆的同时轮齿反面得到了淬硬。经齿轮试验机对比试验,齿轮齿面经激光熔覆后承受接触应力性能明显高于调质齿轮,可与高频表面淬火、渗氮处理的齿轮相媲美。     

H13钢激光相变硬化的组织与性能试验研究

为提高H13热锻模具的耐磨性能和耐腐蚀性能,利用激光相变硬化技术对H13钢进行处理,采用XRD衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、电化学工作站及高温摩擦磨损试验机对其相结构、显微硬度、耐腐蚀性及耐高温磨损性能进行测试。硬化层由针状马氏体、板条马氏体和碳化物组成,硬化深度为0.71 mm,显微硬度约为750 HV0.3。在脱模剂溶液中,硬化层的自腐蚀电流密度比基材小一个数量级。硬化层高温磨损的质量为基材的7%,磨损机理以黏着磨损为主,同时伴有磨粒磨损和氧化磨损。     

[表面强化及损伤机理]钢轨表面宽带激光淬火工艺及其疲劳磨损性能

针对目前钢轨强化采用的欠速淬火方法存在强化层硬度偏低、耐磨性难以满足重载线路使用要求的问题,使用3种不同光斑宽度的激光,研究了U71Mn材质钢轨的激光淬火强化工艺,获得了不同扫描速度下的临界功率和淬火层深,并测试了淬火层在滚动接触条件下的磨损与接触疲劳性能。结果表明：在临界熔化的激光能量密度下,光斑宽度由6 mm增加到20 mm时,淬火层深度提高了38%,或在获得相同的淬火层深度情况下,处理效率提高6.8倍;淬火层组织为针状马氏体,硬度从原来的300HV提高到800HV以上;20万周次的磨损试验后,激光淬火试样的磨损量只有未处理试样磨损量的25%,未处理试样以表面接触疲劳剥落和塑性变形为主,激光淬火试样仅有轻微的疲劳磨损,耐磨性和抗接触疲劳性能优异。