激光淬火延长机车寿命

汽车工业界已把激光用于其内燃机生产中。伊利诺斯州通用汽车公司电气机车分部（EMD)也热衷于从事汽缸套筒内腔的激光淬火工作。现在，激光加工已成功地战胜了其他加工方法，因而该部用五台CO2激光器进行5缸套筒的热处理。     

40Cr钢表面激光复合强化机理研究

利用NEL2500A轴向快速流动CO3激光器对40Cr钢进行了激光淬火处理，又利用Nd：YAG激光器对40Cr钢的淬火马氏体强化区进行了激光冲击强化处理，选用K9玻璃为约束层。处理结果表明，40Cr钢的复合强化处理区与激光淬火强化处理区相比，马氏体区表面发生了超塑性形变，马氏体发生了细化和碎化，位错密度大大增高，各项机械性能都得到了大幅提高，其中，硬度提高了10．9％，耐磨性提高了100%，尤其是材料内部残余应力全部变成了残余压应力，表面最大残余应力达到-372MPa。     

激光处理金属冷、热切锯片的性能研究

锯片在使用过程中，经常出现裂纹、崩齿和振动问题。针对这种情况，采用激光淬火锯片齿尖代替原有的热处理工艺处理锯片齿尖。由于激光淬火形成的淬硬层较薄，组织晶粒比较细小，硬度较高，耐磨性较好，而锯齿内部仍保持良好的韧性。在采用激光淬火时。通过金相检验、有限元模拟并合理选择激光工艺参数和严格控制淬火区域，保证了激光淬火的锯片齿尖具有高的耐磨性和抗冲击性能，从而不易出现崩齿、断齿和齿尖腐蚀等现象。另外，在保证锯齿有良好的锯切性能的同时，锯片的振动和稳定性问题也是一个不容忽视的问题。而激光强化可改变锯片的应力分布，对锯片的振动特性有很大的影响。激光强化的效果取决于激光的工艺参数：激光功率和扫描速度。经理论计算和生产实践检验：通过合理选择激光的工艺参数对锯片进行处理，可延长锯片的使用寿命并能很好地保证锯切质量减少噪声。     

汽车缸体激光淬火生产线成套设备

研究了汽车发动机缸体激光淬火在线生产的关键技术。对激光器光腔结构、光学元件及冷却技术进行了改进;水基金属氧化物胶体吸光剂和精密的内孔自动喷涂方法,解决了缸体激光淬火吸光层在线制备的技术难题;开发了发动机缸体激光淬火数控机床。基于上述技术,并采用模块化设计,有效实现光、机、电系统集成,在国内首次实现了汽车发动机缸体激光淬火的在线式生产。     

激光淬火+冲击复合强化处理QT800-2的实验研究

对经激光淬火强化处理后的球墨铸铁QT800-2的强化区域再进行激光冲击强化处理进行了研究。结果表明,复合强化处理后的球墨铸铁QT800-2与经激光淬火强化处理区域相比,各项机械性能都得到了较大提高,其中硬度提高了18％,耐磨性提高了100％,尤其是材料内部残余应力全部变成了残余压应力。     

激光淬火曲轴轴颈硬化层深度分布计算

本文介绍了曲轴激光淬火强化技术 ,采用千瓦级快速轴流式激光器对球铁曲轴进行了激光淬火试验。通过建立非稳态温度场模型 ,探讨了曲轴激光淬火时主轴颈处淬硬层深度沿激光扫描方向分布不均匀等问题 ,运用本模型可以在计算机上直接优化激光淬火工艺参数 ,避免了传统优化方法的不足。分析表明 ,理论计算和实际情况较为符合     

飞秒激光加工气膜孔的热障涂层表面残余应力研究

针对飞秒激光打孔后孔周热障涂层残余应力演化问题，采用cosα法对不同飞秒激光工艺制备的气膜冷却孔周围残余应力进行步进式逐点测量，结果表明，喷涂态热障涂层和激光打孔后气膜孔周围的涂层表面应力皆是以淬火应力主导的残余拉应力；不同飞秒激光加工工艺、不同的孔尺寸下，气膜孔周围都存在一个明显的径向残余应力影响区，且在该影响区内残余应力呈线性递减；由于飞秒激光热效应形成的飞溅物的影响，不同工艺制备的气膜孔周围径向残余应力场无明显差别，改变气膜孔直径无法改善这种热效应。     

38CrMOAlA钢激光淬火+氮化复合处理

对38crMoAlA钢分别经激光淬火、气体氮化、氮化-激光淬火复合处理及激光淬火一氮化复合处理的硬化层深度及其表面硬度分布进行了比较分析。结果表明，试验条件下，激光淬火-氮化复合处理与氮化处理相比，表层硬度可提高100Hv左右，硬化层深度有少许增加；在氮化-激光淬火复合处理中，激光淬火可使预先氮化处理的硬化层深度有大幅度的提高，表层硬度有所下降；氮化-激光淬火复合处理比激光淬火的表面硬度高，硬化层深度较浅。     

45钢激光相变强化梯度组织的研究 (原始组织的影响)

通过试验 ,分析研究了 4 5钢激光相变强化梯度分布的显微组织特征以及原始组织对 4 5钢激光相变强化梯度组织及其显微硬度的影响。通过对不同原始组织激光相变强化效果的对比分析 ,指出原始组织越细小弥散 ,成分越均匀 ,缺陷密度越高 ,材料的临界硬化温度越低 ,越有利于激光相变强化。在相同的激光处理工艺参数下 ,原始组织为淬火高温回火态时 ,激光相变强化的效果最显著 ,正火态次之。淬火回火态的激光相变强化比退火态具有更大的硬化层深度及更高的显微硬度     

T1高速钢的激光相变强化研究

本文研究了Ｔ１高速钢的激光相变硬化特性。为了进一步发挥激光相变强化的硬化潜力，还讨论了不同回火温度对激光淬火区的强化效果的影响。试验结果表明了Ｔ１高速钢经激光相变硬化后再经６００℃回火可以大提高其强化效果。这种处理可使其洛氏硬度为ＨＲＣ７０。另一方面，激光硬化可以显示改善Ｔ１钢的回火硬度和红硬性。经激光处理后，其抗回火软化能力可以提高１５０℃左右。     

接触热阻对薄板零件表面激光淬火温度场形成影响研究

激光淬火工艺具有节能环保、质量高的优点。研究薄板零件激光淬火时所形成的温度场对将激光淬火应用于薄板零件表面强化的实际工作中具有重要的作用。本文通过对45钢和铸铁HT250之间接触面的接触热阻进行实验测试,通过数据分析得出了相应的接触热阻经验关系式。利用Abaqus软件模拟薄板表面激光淬火,其中将实验所得的接触热阻经验关系式代入,得到了相应薄板表面淬火温度场。通过与不考虑接触热阻的零件表面淬火温度场仿真结果进行对比,得出了接触热阻对薄板零件表面激光淬火所形成的温度场的影响。研究成果可对薄板表面激光淬火工艺应用于实践提供指导。     

渗碳淬火零件表面激光合金化后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光合金化处理.设计了激光合金化处理的工艺参数,获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的合金化层.研究了渗碳淬火层激光合金化处理后的组织特性和显微硬度.结果表明,预置TH-2A型C-Si-B-RE合金化涂层的激光合金化能够显著地改善材料组织,显微硬度可达HV0.21150.研究还发现,激光处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现.研究表明,采用合适的材料设计和工艺参数,激光合金化可以有效地强化渗碳淬火零件.进一步为激光熔覆修复渗碳淬火零件提供了基础资料.     

《应用激光》2003年(第23卷)总目次

期　页　　·激光加工与工业应用·激光熔覆Ni基B4C合金涂层组织与性能研究 1　 2……70 5 0航空铝合金激光冲击强化残余压应力研究 1　 6…气缸孔的两种激光表面处理加工技术的比较 1　 9………12CrNi3A钢渗碳激光强化复合处理技术研究 1　 13……CO2 激光焊接铝合金的试验研究 1　 16…………………高强钢的激光焊接性研究 1　 19…………………………小尺寸不锈钢片脉冲激光焊接的参数分析 1　 2 2………激光淬火曲轴轴颈硬化层深度分布计算 2　 6 6…………30CrMnSiA钢激光表面淬火的显微组织及耐磨性　　 2　 6 9………………………     

几种钢和铁激光热处理后的组织与性能

本文叙述了几种钢铁试样激光热处理及淬火参数的选择。通过对几种钢和铁激光淬火金相组织的观察和性能测试，研究和探讨了汽车零部件激光淬火的可能性。介绍了激光热处理的特点。     

渗碳淬火零件表面激光熔凝后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光熔凝处理.设计了激光熔凝处理的工艺参数,获得了表面光洁、成形良好的硬化层.研究了渗碳淬火层经激光熔凝处理后的组织特性与显微硬度分布.结果表明,预置TH-1型增强激光吸收涂料的激光熔凝处理能够显著的改善组织,显微硬度可达HV0.21100.研究还发现,激光熔凝处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现.研究结果为激光表面处理修复或强化渗碳淬火零件提供了基础资料.     

42CrMo激光淬火与火焰淬火摩擦学性能对比研究

针对电力金具在服役过程中,因为服役环境复杂而导致电力金具过早失效的问题。为进一步提高电力金具的使用寿命,采用激光淬火与火焰淬火的方式对试样表面进行强化,研究不同处理方式下表面硬化层的组织与硬度,利用摩擦磨损试验机对耐磨性能进行测试,并对表面磨损形貌及磨损机理进行分析。结果表明,经激光淬火与火焰淬火处理后,原始试样的耐磨性能得到了不同程度的提高,激光淬火后磨损失重量减少了80.60%,磨损程度较轻,表现为轻微磨损;火焰淬火后磨损量减少了66.24%,表现为磨粒磨损;未处理原始试样表现为粘着磨损。     

激光淬火与中频感应淬火对比研究

利用摩擦磨损实验机对45CrNi钢开展了激光淬火和中频感应淬火摩擦磨损对比实验研究，并利用扫描电镜(SEM)、投射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等设备对两种淬火试样硬化层进行了微观分析。结果表明，在载荷50～250 N条件下，激光淬火试样的耐磨性比中频感应淬火试样提高了4%～21%;中频感应淬火试样的摩擦系数略大于激光淬火试样的摩擦系数。两者的主要磨损形式均为磨粒磨损，但中频感应淬火试样磨损后表面犁沟的深度和宽度大于激光淬火试样表面犁沟的深度和宽度。两种淬火方法淬硬层均为板条马氏体和少量针状马氏体的混合组织，但中频感应淬火淬硬层有大量的碳化物析出，碳化物含量多且碳化物颗粒大、残余奥氏体多。     

40CrNiMoA齿轮激光表面强化及抗疲劳性分析

对40CrNiMo齿轮进行了激光表面强化处理,用SEM和TEM对处理试样显微组织进行了分析,测试并分析了其显微硬度,并进行了抗疲劳性现场试验,结果表明:40CrNiMo激光淬火后其组织由淬硬层、过渡区和基体组成,淬硬层组织为细小的板条马氏体和针状马氏体,层深约1.5mm,过渡区为马氏体和索氏体混合组织,基体为回火索氏体。淬硬层表面硬度比常规淬火硬度有所提高。40CrNiMo激光淬火齿轮比20Cr2Ni4渗碳淬火齿轮疲劳强度提高约10%。     

制孔工艺对激光强化前后小孔疲劳寿命的影响

在交变载荷作用下,小孔构件易产生疲劳裂纹,零件的使用寿命因此降低。为了研究制孔工艺对激光冲击强化前后小孔疲劳寿命的影响,文中选用材料为铝合金7050-T7451的双联试样进行激光强化试验,并使用不同的制孔工艺开孔,随后进行拉伸试验,试验后观察断口的疲劳源位置、孔壁质量,并测量孔壁粗糙度。试验研究表明,对于未进行激光冲击强化的试件,不同的制孔工艺对小孔件寿命无明显影响;对于激光冲击强化后的试件,使用不同的制孔工艺对小孔件寿命差异较大;因此在激光强化前后,制孔工艺对小孔件的疲劳寿命影响是不同的。     

齿轮激光表面强化技术研究

提出了齿轮激光表面强化的偏置技术、变速扫描技术和辅助冷却技术 ,因而 ,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。