汽车模具材料表面强化中的激光相变硬化技术的研究与应用

使用不同的激光工艺参数对汽车模具CrMo铸铁、Cr12两种材料表面进行激光相变硬化试验,研究了激光硬化层沿横向和深度方向显微硬度的分布情况以及硬化层的组织结构的变化。结果表明,材料经激光强化处理,表面硬度可大幅提高,同时可以消除表面裂纹,从而有效地提高汽车模具的使用寿命。     

等离子弧表面相变硬化的探讨

本文阐述了利用等离子弧对钢铁材料进行相变硬化热处理的原理及工艺。分析了经处理后的几种常用钢材硬化区的结构,显微组织,硬度分布等特点及机理。试验结果表明,用等离子弧进行钢铁材料表面相变硬化是可行的。其处理结果与激光、电子束处理特点相似,并具有设备简单、便宜、操作容易、表面无氧化等优点。是一种有开发前途的高能密度热处理新技术,很大程度上可用以代替激光、电子束表面硬化处理。     

激光金属相变硬化技术及其应用

一、概述1.激光金属相变硬化的原理激光金属相变硬化主要是用来处理铁基材料,其硬化机理是通过高能激光束（103～104W/cm2）扫描零件表面,工件表层材料吸收激光能量并转化为     

激光表面处理

激光表面处理已成为研究材料的重要方法之一。开辟了快速表面淬火层方面的一个新领域,揭示了一个部件仅在需要的区域进行镀层和相变硬化的新工艺的可能性。现在激光表面处理技术已用于相变硬化、表面均匀     

金属材料的激光表面氮化处理

实验和讨论了激光表面氮化处理的二种工艺即激光表面氮化复合工艺(离子氮化＋激光表面相变硬化处理)和激光气体渗氮的机制、参数和优点。     

激光处理改善粉末冶金材料耐磨性能的研究

本文综述了摩擦、磨损机理, 粉末冶金耐磨材料及激光表面相变硬化的概况.为提高汽车用各种粉末冶金零部件的使用寿命, 作者对十三种粉末冶金材料进行了激光相变硬化处理并用正交试验法寻求激光处理的最佳工艺参数.金相显微观察表明, 经过激光处理, 材料表面由原始的片层状珠光体组织转变为板条状马氏体组织.处理面的显微硬度值比未处理的高2—5倍.用称重法测定磨损量, 表明经过激光处理后材料的耐磨性能有明显提高.根据试验结果, 分别建立了经激光处理和未经激光处理材料在磨损过程中磨屑形成模型.两模型之间差异很大.     

碳素工具钢的激光相变硬化处理

CO_2激光热处理和常规热处理方法相比,具有如下一些优点: 1.钢材表面用激光加热到相变温度以上,依靠材料自身的热传导快速冷却,而达到相变硬化。不需要任何淬火介质,称为“自淬火”。 2.与其它硬化处理比较,工件变形较小。 3.当表面硬化层很浅时,可得到很高的硬化处理速度。 4.即使零件形状复杂,也可得到均匀的硬化层。 激光相变硬比处理的方法很简单,处理时激光照射材料的表面,其表层温度升高,热量向内部传     

Cr12模具钢激光相变硬化表面改性技术的应用研究

对激光淬火Cr12模具钢进行了相变硬化处理,分析了搭接对硬化层硬度的影响,并进行金相分析及探伤,结果表明:在不同的激光相变硬化工艺下,可得到硬化层深度为0.23~0.43 mm的硬化层;激光淬火得到硬化层硬度由表及里呈现一个逐渐过渡的硬化曲线,硬化层最高685 HV,平均硬度为596 HV。采用由圆弧到上表面的搭接次序及20%的搭接量可满足实际使用要求。硬化层组织为高细化的马氏体。激光淬火处理后无变形、无裂痕,且工艺简单,便于推广。     

激光表面相变硬化齿轮接触强度研究

本文用常用的辊子模拟方法，对４０Ｃｒ钢调质试件进行激光表面相变硬化．然后与４０Ｃｒ钢调质处理试件一起进行接触强度对比试验。结果表明，激光相变硬化能显著地提高齿轮等滚滑接触表面的疲劳寿命，本文还分析了激光表面相变硬化提高齿轮接触强度的机理。     

激光表面强化技术

激光表面强化技术的研究和应用在我国发展很快,目前研究开发的内容包括：激光相变硬化（激光淬火）;激光表面熔敷;激光合金化;激光熔凝（激光重熔）;激光非晶化;激光冲击硬化;激光化学热处理。激光作为一种精密可控的高能量密度的热源,对金属表面可进行多种强化处理,从对金属的不同作用状态来看,其强化方法又可作如下分类（见图１）。目前,激光相变硬化、激光熔敷及合金化在工业加工中应用较多,而其它表面强化技术应用较少,有的还在研究之中。一、激光相变硬化激光相变硬化,通常又叫激光淬火,在我国研究得较早,是较成熟的工…     

Laser heat treatment

This paper reviews recent developments in the application of high power lasers to materials processing technology. The use of fine beams of laser energy to modify the surface properties of metallic materials is described in detail with specific emphasis on transformation hardening, surface alloying, and laser glazing. The successful exploitation of this new technology points to a significant potential for manufacturing industry to develop wear resistant surfaces using these laser systems     

Prediction of the hardness profile of an AISI 4340 steel cylinder heat-treated by laser - 3D and artificial neural networks modelling and experimental validation

This paper presents a comprehensive approach developed to design an effective prediction model for hardness profile in laser surface transformation hardening process. Based on finite element method and Artificial neural networks, the proposed approach is built progressively by (i) examining the laser hardening parameters and conditions known to have an influence on the hardened surface attributes through a structured experimental investigation, (ii) investigating the laser hardening parameters effects on the hardness profile through extensive 3D modeling and simulation efforts and (ii) integrating the hardening process parameters via neural network model for hardness profile prediction. The experimental validation conducted on AISI4340 steel using a commercial 3 kW Nd:Yag laser, confirm the feasibility and efficiency of the proposed approach leading to an accurate and reliable hardness profile prediction model. With a maximum relative error of about 10 % under various practical conditions, the predictive model can be considered as effective especially in the case of a relatively complex system such as laser surface transformation hardening process.     

激光强化处理9SiCr 表面耐磨性试验研究

采用CO2横流式激光器对9SiCr进行表面强化处理。采用扫描电镜观察硬化区金相组织和成分及表面磨损形貌，超显微硬度计测量激光强化区断面的显微硬度，并在MPX-2000销盘式摩擦试验机上进行干摩擦试验。实验研究表明激光功率对表面硬度和硬化层深度有很大影响，经激光强化的表面其耐磨性得到很大的提高。     

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。     

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。     

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。     

激光强化参数对40Cr钢表面组织及摩擦性能影响的研究

采用CO2横流式激光器对40Cr材料进行表面强化处理研究;使用S-360型扫描电镜观察激光硬化区金相组织及成分并观察金属表面磨损形貌;采用CHX-1超显微硬度计测量激光强化区断面的显微硬度;然后在MPX-2000盘销式摩擦磨损实验机上进行干摩擦和油润滑实验。结果表明:激光参数对表面硬度和硬化层深度有很大影响,较大的功率可使奥氏体转变充分而获得更多的马氏体,激光扫描速度越快,功率越大,显微硬度越高,硬化层越深;少量针状马氏体组织化引起表层强化,经激光硬化的表面其耐磨性可大大提高;40Cr在干摩擦条件下的平均磨损量是润滑时的5倍,40Cr和20MnSiV的磨损主要以磨粒磨损为主,同时也有粘着磨损。     

T10钢宽带激光相变硬化的组织与性能研究

采用宽带激光相变硬化工艺对T10钢表面进行了改性处理 ,并对改性后的组织与性能进行了研究 ,结果表明 ,硬化区组织为针状马氏体 +少量残余奥氏体。热影响区组织为少量针状马氏体 +珠光体 +网状渗碳体。基材组织为珠光体+网状渗碳体。淬硬层表面的洛氏硬度最高值为HRC6 3 5 ,淬硬层内的显微硬度分布均匀 ,最高显微硬度值约为HV94 0 ,从硬化区→热影响区→基材显微硬度呈梯度变化。激光相变硬化后淬硬层表面的残余应力分析表明 ,淬硬层表面存在压应力 ,压应力的最大值为 - 4 2 9MPa。