718激光淬火工艺讲解
激光淬火
一、概述激光淬火技术及应用激光淬火技术，是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的过程。
激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质，是清洁、快速的淬火工艺。
与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比，激光淬火淬硬层均匀，硬度高（一般比感应淬火高1-3HRC），工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化，不需要象感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈，对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制，因此在很多工业领域中正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。
尤其重要的是激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，因此特别适合高精度要求的零件表面处理。
激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般在0.3~2.0mm范围之间。
对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火，表面粗糙度基本不变，不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。
激光熔凝淬火技术是利用激光束将基材表面加热到熔化温度以上,由于基材内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的工艺过程。
获得的熔凝淬火组织非常致密，沿深度方向的组织依次为熔化-凝固层、相变硬化层、热影响区和基材。
激光熔凝层比激光淬火层的硬化深度更深、硬度要高，耐磨性也更好。
该技术的不足之处在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破坏，一般需要后续机械加工才能恢复。
为了降低激光熔凝处理后零件表面的粗糙度，减少后续加工量，华中科技大学配制了专门的激光熔凝淬火涂料，可以大幅度降低熔凝层的表面粗糙度。
现在进行激光熔凝处理的冶金行业各种材料的轧辊、导卫等工件，其表面粗糙度已经接近激光淬火的水平。
激光淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化，特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面，效果显著，取得了很大的经济效益与社会效益。
近年来在模具、齿轮等零部件表面强化方面也得到越来越广泛的应用二、激光淬火的特点质量优势技术特质适用材料实际应用1．淬火零件不变形激光淬火的热循环过程快中碳钢大型轴类2．几乎不破坏表面粗糙度采用防氧化保护薄涂层模具钢各种模具3．激光淬火不开裂精确定量的数控淬火冷作模具钢模具、刃具4．对局部、沟、槽淬火定位精确的数控淬火中碳合金钢减振器5．激光淬火清洁、高效不需冷却介质铸铁材料发动机汽缸6．淬火硬度比常规方法高淬火层组织细密、强韧性好高碳合金钢大型轧辊三、组成部分● 激光器目前，用于激光淬火的设备主要是横流CO2激光器，该激光器的工作气体沿着与光轴垂直的方向快速流过放电区以维持腔内有较低的气体温度，从而保证高功率输出，光束模式为多模输出。
激光淬火技术
第一章绪论自从光之骄子——Laser问世以来，激光技术作为一门举世瞩目的高新技术，几乎在各行业都获得了重要的应用。
目前正处于激光开始向传统制造技术中的许多工艺过程积极渗透的阶段，在这之前的传统加工工艺贯穿着整个加工制造行业，激光加工技术的出现必将引起加工制造行业新的变革。
激光加工技术被誉为“未来制造系统的共同加工手段”，将成为21世纪世界工业中的骨干产业之一。
激光加工技术具有效率高、质量优、清洁环保、加工范围广等到特点，解决了传统加工中许多无法解决的问题。
有人预测，激光加工和激光先进制造技术将引起一次新的工业革命。
激光加工代表当前先进制造业的发展方向，各发达国家和先进的发展中国家都把激光加工技术作为提高生产效率和提升其国际竞争力的重要手段。
激光加工技术是利用激光束高度集中的能量，按所需的位置和时间，以预定的量值，准确地投射到材料表面上，通过与材料的能量传递，使材料表面瞬间获得很高的能量以改变其状态，从而实现材料加工的目的。
材料的激光加工主要包括激光表面淬火(laser surface hardening)、激光表面合金化(laser surface alloying)、激光熔覆(laser cladding)、激光焊接(laser welding)、激光切割(laser cutting)及激光钻孔(laser drilling)等。
使用不同的加工方法可以实现不同的加工目的，关键在于激光的能量及其与材料的相互作用特点。
激光表面热处理技术是激光加工技术中的一个重要方面，利用高功率密度激光束对金属零件表面进行处理，可对材料实现表面淬火、表面重熔、表面熔覆以及表面合金化等表面改性的目的。
激光表面处理能够通过激光淬火及表面重熔工艺来改变基体表层材料的微观结构，还可以通过激光熔覆、气相沉积和合金化等处理方法同时改变表层的化学成份和微观结构。
激光表面淬火是现有激光表面处理技术中最早研究和应用最多的方法之一。
近年来激光表面热处理技术不仅在研究和开发方面得到迅速发展，而且在工业应用方面也取得了长足的进步，成为表面工程中的一个十分活跃的新兴领域。
激光淬火
一、概述激光淬火技术及应用激光淬火技术，是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的过程。
激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质，是清洁、快速的淬火工艺。
与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比，激光淬火淬硬层均匀，硬度高（一般比感应淬火高1-3HRC），工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化，不需要象感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈，对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制，因此在很多工业领域中正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。
尤其重要的是激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，因此特别适合高精度要求的零件表面处理。
激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般在0.3~2.0mm范围之间。
对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火，表面粗糙度基本不变，不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。
激光熔凝淬火技术是利用激光束将基材表面加热到熔化温度以上,由于基材内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的工艺过程。
获得的熔凝淬火组织非常致密，沿深度方向的组织依次为熔化-凝固层、相变硬化层、热影响区和基材。
激光熔凝层比激光淬火层的硬化深度更深、硬度要高，耐磨性也更好。
该技术的不足之处在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破坏，一般需要后续机械加工才能恢复。
为了降低激光熔凝处理后零件表面的粗糙度，减少后续加工量，华中科技大学配制了专门的激光熔凝淬火涂料，可以大幅度降低熔凝层的表面粗糙度。
现在进行激光熔凝处理的冶金行业各种材料的轧辊、导卫等工件，其表面粗糙度已经接近激光淬火的水平。
激光淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化，特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面，效果显著，取得了很大的经济效益与社会效益。
近年来在模具、齿轮等零部件表面强化方面也得到越来越广泛的应用二、激光淬火的特点质量优势技术特质适用材料实际应用1．淬火零件不变形激光淬火的热循环过程快中碳钢大型轴类2．几乎不破坏表面粗糙度采用防氧化保护薄涂层模具钢各种模具3．激光淬火不开裂精确定量的数控淬火冷作模具钢模具、刃具4．对局部、沟、槽淬火定位精确的数控淬火中碳合金钢减振器5．激光淬火清洁、高效不需冷却介质铸铁材料发动机汽缸6．淬火硬度比常规方法高淬火层组织细密、强韧性好高碳合金钢大型轧辊三、组成部分● 激光器目前，用于激光淬火的设备主要是横流CO2激光器，该激光器的工作气体沿着与光轴垂直的方向快速流过放电区以维持腔内有较低的气体温度，从而保证高功率输出，光束模式为多模输出。
inconel718热处理工艺
inconel718热处理工艺
inconel718是一款高Ni、高Cr、高Nb的合金沉淀时效钢。
Ni含量最高可达55%，又称为高镍合金钢。
使用温度不超过700℃都具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐腐蚀性。
其状态可以是固溶处理或沉淀硬化态。
由于在700℃时具有高温强度和优秀的耐腐蚀性能、易加工性,718可广泛
应用于各种高要求的场合.如：汽轮机、液体燃料火箭、低温工程、酸性环境、核工程.
在材料领域中,主要可以用来制造带材、螺栓、螺母、锻件等等.
热处理工艺：
方法1：获取最好的抗拉强度和应力开裂强度
固溶处理：954-982°C，1小时，空冷。
时效处理：718°C ，8小时，按56°C/小时冷却至621°C，保温8个小时，然后空冷。
方法2：获取最好的室温及低温的抗拉强度
固溶处理：1066°C热处理1-2小时，空冷
时效处理：718°C，8小时，按56°C/小时冷却至621°C，保温8个小时，然后空冷。
以上是inconel718最常用到的热处理工艺，如弹垫类产品固溶可以采用连续式光亮炉生产，效率更高。
718激光淬火工艺讲解
图3 钢材不同热处理的加热温度
图4 共析钢的等温转变图
2.2 激光淬火的原理
（1）获得晶粒极细的马氏体； （2）淬硬层中位错密度很高； （3）表层形成压应力。
图5 共析钢的等温转变和连续转变图
2.3 激光淬火的特点
（1）激光淬火后工件获得的马氏体晶粒更细，位错密度更高，强 度比常规淬火提高5%-20%；
21激光淬火的概念激光淬火又称激光相变硬化就是利用激光将金属材料加热到相变点以上但低于熔点依靠金属材料自身传导快速冷却达到淬火的目的其实质是马氏体相变硬化
激光淬火工艺
课程名称：激光加工技术 主讲教师：王文权 单位：浙江工贸职业技术学院
1. 教学目标
了解激光表面淬火的原理和工艺特点。
2.激光表面淬火介绍
图6 激光淬火表面层不同位置的硬度分布
图7 淬火硬化层深度与扫描速度的关系
（3）淬火前预处理：影响吸收率 磷化、黑化或涂覆红外能量吸收材料，其中黑化方法简单可
行：胶体石墨和含碳黑的涂料刷涂到工件表面，可提高吸收率达 90%以上。
表1 激光表面淬火应用实例
图8 激光淬火处理齿轮内齿 (40Cr)
（2）加热速度快，热影响区小，淬火应力及变形小； （3）热处理的柔性好，可对深孔、凹槽等进行局部硬化； （4）工艺周期短，生产效率高，容易实现自动化； （5）激光淬火无需冷却介质，对环境污染小。
2.4 影响激光淬火效果的因素
工艺因素 （1）光斑直径：影响淬火层宽度； （2）激光功率、扫描速度：淬火层深度 一般激光淬火使用的功率密度≤104W/cm2(过高导致材料熔化）
图9 激光淬火处理炮管内堂 （38CrNi3MoV)
图10 船本次课介绍了激光淬火的机理、特点和应用，激光淬 火比传统热处理获得的淬硬层硬度更高。
激光熔凝(淬火)及原理介绍
激光熔凝(淬火)及原理介绍激光熔凝原理激光熔凝也称激光熔化淬火。
激光熔凝是用激光束将获得工件表面加热熔化到一定深度，然后自冷使熔层凝固，获得较为细化均质的组织和所需性能的表面改性技术。
激光熔凝原理与激光非晶化基本上相一致。
但激光熔凝处理时激光的能量密度和扫描速·度均远小于激光非晶化。
激光熔凝与激光合金化不同，它在表面熔化时一般不添加任何合金元素，熔凝层与材料基体是天然的冶金结合；在激光熔凝过程中，可以排除杂质和气体，同时急冷重结晶获得的组织有较高的硬度、耐磨性和抗蚀性；其表面熔层深度远大于激光非晶化。
激光熔凝是将金属材料表面在激光束照射下成为溶化状态，同时迅速凝固，产生新的表面层。
根据材料表面组织变化情况，可分为合金化、重溶细化、上釉和表面复合化等。
我公司的轧辊激光熔凝产品是用适当的参数的激光辐照材料表面，使其表面快速熔融、快速冷凝，获得较为细化均质的表面改性技术。
它具有以下优点：表面熔化时一般可添加超硬耐磨金属元素或化学元素，熔凝层与材料基体形成冶金结合。
在激光熔凝过程中，可以排除杂质和气体，同时急冷重结晶获得的杂质有较高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性。
其熔层薄、热作用区小，对表面粗糙度和工件尺寸影响不大，有时可不再进行后续磨光而直接使用。
提高溶质原子在基体中固溶度极限，晶粒及第二相质点超细化，形成亚稳相可获得无扩散的单一晶体结构甚至非晶态，从而使生成的新型合金获得传统方法得不到的优良性能。
激光（相变）淬火和激光熔凝淬火激光（相变）淬火技术是利用聚焦后的激光束入射到钢铁材料表面，使其温度迅速升高到相变点以上，当激光移开后，由于仍处于低温的内层材料的快速导热作用，使受热表层快速冷却到马氏体相变点以下，进而实现工件的表面相变硬化。
激光淬火原理与感应淬火、火焰淬火技术相同。
但是其技术特点是，所使用的能量密度更高，加热速度更快，不需要淬火介质，工件变形小，加热层深度和加热轨迹易于控制，易于实现自动化，因此可以在很多工业领域中逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。
718热处理工艺流程
718热处理工艺流程
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲 718 热处理工艺流程。
这可真是个有趣又重要的玩意儿啊！
你想啊，这热处理就好比给材料来一场特别的“变身秀”。
就像咱人要打扮得精神漂亮一样，材料经过热处理也能变得超级厉害。
718 热处理的第一步呢，就像是给材料洗了个舒服的“热水澡”，让它热乎起来。
这个过程得把握好温度，不能高了也不能低了，不然材料可就“不乐意”啦。
然后呢，就到了关键的保温阶段，这就好像让材料在一个温暖的小窝里好好待着，慢慢吸收能量，变得更强大。
接下来呀，冷却可不能马虎。
这冷却就好比大热天突然来了一阵凉风，得恰到好处。
太快了不行，太慢了也不行，得找到那个刚刚好的节奏。
要是冷却没做好，那前面的功夫可就白费咯。
这整个过程，就像一场精心编排的舞蹈。
每个步骤都要配合得完美无缺，才能跳出最精彩的舞步。
咱可不能小瞧了这热处理，它能让材料的性能发生翻天覆地的变化呢。
你说这是不是很神奇？就像变魔术一样，经过这一系列操作，普普通通的材料就摇身一变，成了厉害的角色。
咱生活中的好多东西可都离不开这718 热处理工艺流程呢。
比如说汽车零件吧，经过热处理后，就能更耐磨、更耐用，开起车来也更放心不是？还有那些机械设备，有了热处理的加持，就能更好地工作，为我们服务。
所以啊，这 718 热处理工艺流程可真是个宝啊！咱得好好研究它，把它用得恰到好处。
让我们的生活因为它变得更加美好，更加便利。
怎么样，你是不是也对这神奇的热处理工艺流程充满了好奇和期待呢？反正我觉得这真的是太有意思啦！。
718模具钢热处理工艺
718模具钢热处理工艺哎呀，说起718模具钢，我可得跟你好好聊聊。
这玩意儿，可真是个让人又爱又恨的东西。
爱它，因为它的强度和韧性，那真是没得说；恨它，是因为热处理起来，可真不是个轻松活儿。
记得有一次，我在车间里，看着师傅们忙活。
他们正忙着给718模具钢做热处理，那过程，可真是让人大开眼界。
首先，你得知道，718模具钢这家伙，它得在高温下才能展现出它的“真本事”。
所以，第一步就是把它加热到一个合适的温度，这个温度，可不是随便定的，得根据钢的化学成分和你想要的性能来决定。
师傅们把钢块放进炉子里，那炉子，热得跟个火山似的。
我站在旁边，都能感觉到那股热浪扑面而来。
等钢块加热到差不多的时候，师傅们就会把它拿出来，放到一个冷却介质里，这个冷却介质，可以是水，也可以是油，或者是空气。
这一步，叫做淬火，目的就是为了让钢的内部结构发生变化，变得更硬，更有韧性。
淬火完了，你以为就完了？不不不，这才刚开始呢。
接下来，还得进行回火处理。
这一步，是为了让钢的硬度和韧性达到一个平衡点。
师傅们会把淬火后的钢块再次加热，但这次的温度会低一些，然后让它慢慢冷却。
这个过程，就像是在给钢块做“按摩”，让它放松，让它的性能更加稳定。
我看着师傅们忙前忙后，心里那个佩服啊。
这718模具钢，经过这么一番折腾，那性能，可真是杠杠的。
但是，你别看我说得轻松，这热处理的过程，其实是非常讲究的。
温度控制不好，冷却速度不对，都可能让钢的性能大打折扣。
最后，当师傅们把处理好的718模具钢拿出来的时候，那光泽，那硬度，真是让人眼前一亮。
我忍不住摸了摸，那手感，真是结实。
这718模具钢，经过这么一番精心的热处理，就像是经历了一场蜕变，变得更加强大，更加可靠。
所以啊，别看718模具钢只是一块钢，它的热处理工艺，可是大有学问的。
这就像是人生，经历一番磨练，才能变得更加坚韧，更加有价值。
你说是不是？。
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2.4 影响激光淬火效果的因素
工艺因素 （1）光斑直径：影响淬火层宽度； （2）激光功率、扫描速度：淬火层深度 一般激光淬火使用的功率密度≤104W/cm2(过高导致材料熔化）
图6 激光淬火表面层不同位置的硬度分布
图7 淬火硬化层深度与扫描速度的关系
（3）淬火前预处理：影响吸收率 磷化、黑化或涂覆红外能量吸收材料，其中黑化方法简单可
图1 激光的不同热作用与强化类型
激光淬火
图2 激光参数与不同应用的关系
2.2 激光淬火的原理
激光淬火与传统淬火热处理机理完全一致：A化后以大于M形成的 临界冷却速度冷却下来。
图3 钢材不同热处理的加热温度
图4 共析钢的等温转变图
2.2 激光淬火的原理
（1）获得晶粒极细的马氏体； （2）淬硬层中位错密度很高； （3）表层形成压应力。
图5 共析钢的等温转变和连续转变图
2.3 激光淬火的特点
（1）激光淬火后工件获得的马氏体晶粒更细，位错密度更高，强 度比常规淬火提高5%-20%；
（2）加热速度快，热影响区小，淬火应力及变形小； （3）热处理的柔性好，可对深孔、凹槽等进行局部硬化； （4）工艺周期短，生产效率高，容易实现自动化； （5）激光淬火无需冷却介质，对环境污染小。
行：胶体石墨和含碳黑的涂料刷涂到工件表面，可提高吸收率达 0%以上。
表1 激光表面淬火应用实例
图8 激光淬火处理齿轮内齿 (40Cr)
图9 激光淬火处理炮管内堂 （38CrNi3MoV)
图10 船用缸套的激光淬火处理
3. 小结
本次课介绍了激光淬火的机理、特点和应用，激光淬 火比传统热处理获得的淬硬层硬度更高。
4. 作业思考题
1）激光淬火的机理与材料的常规热处理机理是否相同？ 2）与材料的常规淬火处理相比，激光淬火有什么特点？
激光淬火工艺
课程名称：激光加工技术 主讲教师：王文权 单位：浙江工贸职业技术学院
1. 教学目标
了解激光表面淬火的原理和工艺特点。
2.激光表面淬火介绍
2.1 激光淬火的概念 激光淬火又称激光相变硬化，就是利用激光将金属材料加
热到相变点以上但低于熔点，依靠金属材料自身传导快速冷却 达到淬火的目的，其实质是马氏体相变硬化。