模切辊激光表面淬火的研究

激光加热表面淬火简介

激光加热表面淬火简介：（1）定义：利用聚集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热处理工改错为激光加热表面淬火。（2）特点：与普通热处理相比，它具有如下特点： ①加热速度极快，工件热变形极小。由于激光功率密度高，加热速度可达1010℃/s，因而热影响区小，工件热变形小，劳动条件好。 ②其冷却速度很高，在工件有足够质量前提下，冷速可达1023℃ /s；不需冷却介质，靠热量由表向里的传导自动淬火。 ③由于激光束扫描（加热）面积很小，可十分精确地对形状复杂的工件（如有盲孔、小孔、小槽、薄壁零件等）进行处理或局部处理，也可根据需要在同一零件的不同部位进行不同的处理。 ④能精确控制其加工条件，操作简单，可实现在线加工，也易于与计算机连接，便于实现自动化生产。 ⑤不需要加热介质，有利于环境保护；工件经激光淬火后表面硬度高（比普通淬火硬度值高15%~~20%）、疲劳强度高（表面具有4000Mpa以上的残余压应力）。 ⑥节省能源，并且工件表面清洁，处理后不需修磨，可作为工件精机械加工的最后一道工序。其不足之处在于：只能改变工件表面性能，但不能改善心部

性能；不能用于重负荷工件，也不适用于大型工件。（3）原理：用于热处理的激光淬火装置主要是CO2气体激光器，它所发生的激光波长为10.6μm，此波长具有很好的大气透过率，很多物质对此波长的辐射线具有一定吸收率；它具有输出功率大（20~~100kW）、效率高（可达20%~~40%）、持续工件时间长等优点。激光加热金属主要是通过光子同金属材料表面的电子和声子的能量交换，使处理层材料温度升高，在10-7~~10-9s之内就能使作用深度内达到局部热平衡，在金属材料表面形成的这层高温“热层”继而又作为内部金属的加热热源，并以热传导方式进行传热。激光加热表面淬火就是以高能量激光作为能源以极快速度加热工件并自冷淬火的工艺。其实质就是利用激光产生的热量对工件表面进行处理的过程，它是一种新型的热处理工艺技术。应当注意事项的是激光加热表面淬火效果与材料表面的反射率、密度和热导率等密切相关，由于所有金属都是10.6μm波长和CO2激光的良好反射体，反射率可高达70%~80%，对于反射率高的材料，激光能量不能被充分，所以激光淬火前要对金属表面施加吸光涂层（黑化处理）以增加吸收率。常用的黑化方法，主要有磷化、氧化等，或在金属表面涂覆一层可大师吸收激光的涂料（如碳素墨汁、胶体石墨、粉状金属氧化物、黑色丙烯酸、氨基屏光漆等）。（3）工艺参数及应用：钢铁材料进行激光淬火的主要工艺参数

激光淬火技术工艺介绍及应用

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。一：激光淬火的特点 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、不需要水或油等冷却介质、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。二：激光淬火工业应用实例激光淬火技术可对各种导轨、大型齿轮、轴颈、汽缸内壁、模具、减振器、摩擦轮、轧辊、滚轮零件进行表面强化。适用材料为中、高碳钢，铸铁。南京中科煜宸激光技术有限公司专业从事激光增材制造装备(3D打印、激光修复)、智能激光焊接装备、自动化生产线、核心器件（工艺软件、送粉器、加工头）和金属粉末材料的研发与制造，感兴趣的用户可以咨询了解一下。

激光热处理的应用

本设备是集光、机、电以及制冷和材料加工技术一体的大型集成设备，能对轴类、平面类、缸齿轮类、以及空间工模具类等产品进行激光淬火、激光熔覆、激光表面合金化加工，从而达到改善表面性能、提高工件的使用寿命、恢复工件的外型尺寸以重复使用等目的。主要特点：模块化设计，高度集成，具有良好的系统性能及很高的使用寿命；功能齐全，使用方便；激光加工精度高，效率稳定可靠；抗干扰能力强，动态响应速度快；造型美观，操作及维护简便。激光热处理是一种表面热处理技术。即利用激光加热金属材料表面实现表面热处理。激光加热具有极高的功率密度，即激光的照射区域的单位面积上集中极高的功率。由于功率密度极高，工件传导散热无法及时将热量传走，结果使得工件被激光照射区迅速升温到奥氏体化温度实现快速加热。当激光加热结束，因为快速加热时工件基体大体积中仍保持较低的温度，被加热区域可以通过工件本身的热传导迅速冷却，从而实现淬火等热处理效果。激光淬火效果：激光淬火层的硬度分布曲线激光淬火层的硬度分布激光淬火技术可对各种导轨、大型齿轮、轴颈、汽缸内壁、模具、减振器、摩擦轮、轧辊、滚轮零件进行表面强化。适用材料为中、高碳钢，铸铁。激光淬火的应用实例：激光淬火强化的铸铁发动机汽缸，其硬度提高HB230提高到HB680，使用寿命提高2~3倍。 ] 概念定义：利用激光进行加热的热处理工艺称作激光热处理,它是一种高能量密度表面热处理,具有超高加热速度,其淬火硬化层的性质和状态与普通淬火有着显著的区别。研究范围：激光热处理的研究分为不熔化表面热处理和熔化表面热处理两大类。不熔化表面热处理主要包括激光表面相变硬化、激光冲击热处理和激光表面退火等;熔化表面热处理主要包括激光表面熔凝、激光表面合金化和激光非晶态等。 (一) 发展过程 70年代初～80年代初需求动力：70年代大功率CO2激光器的出现,推动了激光热处理的发展。主要特点：该阶段的主要特点是:1.广泛开展激光表面相变硬化(即激光淬火)的研究和应用;2.开展激光表面合金化的探索研究;3.受激光器功率的影响,激光热处理工艺的应用受到一定局限,未能迅速发展。典型成果和产品：典型成果：激光热处理设备、激光表面相变硬化工艺的应用 80年代初～至今需求动力：随着激光技术的发展,激光器功率的提高,激光热处理的优点日趋明显,从而推动激光热处理的迅速发展。激光热处理作为一种很好的节能型热处理工艺也是其迅速发展的动力之一。主要特点：该阶段的主要特点:1.激光热处理设备已商业化,正朝小型化、自动化和柔性化方向发展; 2.激光表面相变硬化处理工艺日趋成熟,广泛用于汽车、航空航天、武器等工业部门; 3.激光表面合金化工艺因具有极大的经济效益,倍受各国的重视,研究工作进展较大,但仍处于基础工艺试验、组织分析和性能试验的实验室研究阶段,尚未进入工业应用;4.开展了激光涂覆处理、激光表面熔凝、激光脉冲冲击强化处理和激光渗氮处理等工艺的研究。典型成果和产品：典型成果：激光表面相变硬化处理广泛用于军用部门和民用部门。 (二) 现有水平及发展趋势激光热处理是70年代初首先在美国发展起来的金属表面强化新工艺。激光热处理具有加热和冷却速度快、工件变形小、可进行局部热处理、工艺灵活性大、污染小和易实现自动化等优点。目前,国外应用较

激光表面淬火的应用领域

激光表面淬火的应用领域激光表面淬火技术原理激光淬火，也称激光热处理、激光硬化，即利用聚焦后的激光束快速加热金属材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的一种高新技术，分为激光相变硬化、激光熔凝硬化和激光冲击硬化三种工艺方法。技术特点 1.激光淬火马氏体晶粒更细、位错密度更高，硬度更高，耐磨性更好。 2.变形极小，甚至无变形，适合于高精度零件处理，部分场合可作为材科和零件的最后处理工序。 3.无需回火，淬火表面得到压应力，不易产生裂纹。 4.如工柔牲好，适用面广，可方便地处理大尺寸工件和沟、槽、深孔、内孔、盲孔等局部区域。 5可根据需要调整硬化层深浅。 6.硬度梯度非常小，硬度基本不随激光硬化层深变化而变化。 7.适合的材料广泛，包括各种中高碳钢、工具钢、模具钢以及铸铁材料等。 8.加工过程自动化控制，工期短，质量稳定。 9.低碳环保，无需冷却介质，无废气废水排放。技术参数适合材质：各类中高碳钢、铸铁淬火硬度：一般可比感应淬火高1-5HRC 淬火深度：0.1-1.2mm 应用领域激光淬火技术解决了许多常规热处理工艺无法解决的难题，已大量应用于冶金、汽车、模具、五金、轻工、机械制造等行业。适合各类型零件的热处理： 1.难以进入热处理炉的大型工件。 2.仅需对沟、槽、孔、边、刃口等局部表面进行热处理的工件。 3.常规热处理工艺难以处理到的部位。 4.对热处理变形量要求高的精密零件。 5.铸铁工件表面的热处理。 6.常规热处理工艺易产生裂纹的零件。 7.常规热处理工艺达不到硬度要求的零件。模具钢激光淬火技术及应用模具钢激光淬火技术，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。模具钢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

激光淬火

某传动设备有限公司齿轮齿根激光淬火技术方案齿轮齿根激光淬火技术方案一、待处理工件情况某传动设备有限公司是一家研发、生产及维修机械及传动装置的公司，其公司现有两个内齿轮经过感应加热淬火处理，但齿根部分淬火程度不够，强度不够，需进行二次激光淬火进行性能强化，齿轮如下图所示：

二、淬火要求 1、对齿轮的齿根进行淬火，淬火不影响齿根以外的其它部位； 2、淬火深度在1mm左右；三、激光淬火可行性分析 1、采用激光熔覆手段修复工艺可行性分析： 1）激光淬火能量密度集中，淬火深度大，总热输入量小，淬火后基本不会造成待修复件基体变形； 2）激光淬火相比传统方式，同样可以获得性能优良的淬火结果，下图是我司激光淬火处理后45钢轴类件的金相图片和硬度。未淬火的基材组织主要是有珠光体+铁素体，硬度较低，而淬火后的组织主要有马氏体和参与奥氏体组成，硬度有了很大提高。从表1可以看出未淬火的45钢硬度为HV250左右，而经过激光淬火后，硬度提高到HV760左右。足以说明激光淬火的有效性。图3-未淬火基材的金相组织图4-淬火后的金相组织表1 45钢试样测试的硬度值

3 ）我司拥有随行打磨机器人进行自动打磨，并与多家大型机加企业有长期合作关系，可以满足该件的表面机加处理。 2、我公司技术条件 1）我公司团队在铁基、钴基、镍基等材料的激光熔覆中大量技术积累，并拥有多种成熟的激光熔覆工艺，以及进行金属材料激光淬火的技术条件； 2）我公司从低功率1KW 到高功率10KW 激光器熔覆系统共四套可以满足不同零件尺寸的修复需求；成套的现场修复系统包括：激光器、高精度6轴工业机器人、送粉器、水冷机、控制软件系统、其它配件备件。经初步研究评估采用4KW 熔覆设备可以满足修复。

激光束表面改性技术

激光束表面改性技术摘要：激光束表面改性技术在改善材料表面性能,提高材料使用寿命方面具有突出的优越性。它作用于材料表面使得材料的表面性能得到了明显的提高，随着研究的深入和技术的逐渐成熟，表面改性技术在工业领域中的应用越来广泛，目前进行材料表面改性的工艺有激光相变硬化、激光熔覆、激光合金化、激光非晶化、激光冲击硬化，本文就其工艺方法进行了综述。一、引言激光表面处理技术的研究始于20世纪60年代，但是直到20世纪70年代初研制出大功率激光器之后，激光表面处理技术才获得实际的应用。它是将现代物理学、化学、计算机、材料科学、先进制造技术等多方面的成果和知识结合起来的高新技术，用激光的高辐射亮度，高方向性，高单色性特点，以非接触性的方式加热材料表面，借助于材料表面本身传导冷却, 使金属材料表面在瞬间被加热或熔化后高速冷却，来实现其表面改性的工艺方法。二、激光相变硬化激光表面相变硬化又称激光淬火，它是以104～105W/cm2高能功率密度的激光束作用在工件表面，以105～106℃/s的加热速度，使受激光束作用的工件表面部位温度迅速上升到相变点以上，形成奥氏体，并通过仍处于冷却态的基体与加热区之间形成的极高的温度梯度的热传导，一旦激光停止照射，则以105℃/s的速度冷却，实现自冷淬火，形成表面相变硬化层。三、激光熔覆激光熔覆是采用激光束加热熔覆材料和基材表面，使所需的特殊材料熔焊于工件表面的一种新型表面改性技术。这项技术始于1974年, Gnanamuthu申请了激光熔覆一层金属于金属基体的熔覆方法专利[3]。经过二十几年的发展, 激光熔覆已成为材料表面工程领域的前沿和热门课题。影响激光熔覆的因素主要有熔覆材料的原始成分、基体材料成分、熔覆的工艺参数。激光熔覆技术示意图见图1 1.短型光束或高斯型光束 2.气动送粉 3.测量孔 4.振动器 5.粉末漏斗箱 6.二氧化碳气体激光束高频振动7样品运动 8.样品9.熔覆厚度10.熔覆层图1激光熔覆技术示意图

激光表面表面处理技术及进展

激光表面表面处理技术及进展摘要：激光具有巨大的技术潜力，在冶金和材料加工中发展迅速，应用广泛。激光表面处理由于其对工业和生产作出了巨大贡献，已成为飞速成长的重要加工技术领域。本文较系统地介绍了国内外激光表面处理技术的研究与应用近况，指出了这项技术今后需解决的问题。关键字：激光；表面处理；进展 0 前言激光的出现时近代物理学的一个重大进展。第一台激光器于60年代初问世，对激光表面热处理工艺的研究早在激光器诞生后不久就已经开始，但直到60年代末、70年代初才在热处理生产中获得应用。激光在金属热处理方面取得成功，标志此技术的应用进人了新灼阶段。随着大功率激光器的研制成功与不断完善，这一新工艺用于汽车转向器表面处理的生产线[1]。国内经过“六五”计划的联合攻关，已在汽缸套等零部件的表面热处理上获得成功，取得了一批科研成果。随之而发展的表面涂覆(cladding)，表面上釉(Glazing)及表面合金化(SurfaeeAlloing)等工艺[2]也取得了相当大的进展。与上述工艺相比较，激光表面热处理是当前比较成熟、应用比较广泛的工艺。 1 激光表面处理技术的特点[3] 1)通过选择激光波长调节激光功率等手段，能灵活地对复杂形状工件或工件局部部位实施非接触性急热、急冷。该技术易控制处理范围，热影响区小，工件产生的残余应力及变形很小。 2)可在大气、真空及各种气氛中处理，制约条件少，且不造成化学污染。 3)通常，激光表面处理的改性效果比普通处理方法更显著 4)激光束能量集中，密度大，速度快，效率高，成本低。 5)可缩短工艺流程，处理过程中工件可以运动，故特别适合组织自动化处理线。 6)激光束便于通过导光系统准确地输人与定位，亦能导向多个工作台，可大大提高激光的使用率和处理的效率。 7)激光表面处理尤其适用于大批量处理生产线，其成本比传统的表面热处理低。 2 激光表面相变应化(LTH) 不论激光束是如户J产生的，激光束仅是一加热金属的热源，金属经激光热处理后，一般不出现异常的治全变化。相变硬化是一种儿乎无尺寸变化而能达到冶金相变的加工技术。利用激光束可以选择小面积加热和对需要部位硬化。实现激光相变硬化有三个基本条件仁:第一，金属硬化

关于激光淬火

嘉兴市科技计划项目激光表面淬火关键技术与装备研发项目可行性报告嘉兴学院机电工程学院嘉兴市浙江数控焊机有限公司 2009年3月

一、立项的背景和意义自20世纪60 年代激光问世以来，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。近年来，激光表面处理技术不仅在研究和开发方面迅速发展，而且在工业应用方面也取得了长足的进步，成为表面工程一个十分活跃的新兴领域。激光表面处理既可以通过激光淬火、表面熔凝改变基体表层材料的微观结构，也可以通过激光熔覆、气相沉淀和合金化等处理方法同时改变基体表层的化学成份和微观结构。激光表面淬火比其它激光加工所需的功率密度小的多, 因此在利用激光技术进行材料加工中，激光表面淬火应用最多，它能显著提高金属表面的硬度及耐腐性。然而目前激光表面淬火技术的应用还不如传统热处理技术那样广泛和成熟，但由于其具有的独特优越性，正日益受到人们的重视。已经在机械制造、交通运输、石油、矿山、纺织、冶金、航空航天等许多领域得到应用和发展。激光表面淬火是利用激光在要热处理的部分扫描，使被扫描区域快速升温，而未被扫描区域保持常温。激光表面淬火的原理和普通热处理是相同的，只不过激光作为热源加热金属的时间很短，处理区域也很小。激光对金属进行热处理时，金属表面温度和热穿透深度都和激光照射时间的平方成比例。所以适当地调节激光光斑尺寸、扫描速度和激光功率，就可以对金属表面温度和热穿透深度进行控制。采用激光表面淬火的工件的变形量极小（变形量为高频淬火的1/3～1/10），表面光洁度好，无氧化皮产生。因此，可以减少后道工序（矫正或磨制）的工作量，降低工件的制造成本。激光表面淬火后可获得极细的马氏体晶粒，硬度要比常规淬火后的硬度提高15%-20%，硬化层深度可达2mm，而工件心部仍保持原始组织。所以经激光表面淬火处理的工件表面层硬度高，耐磨性好，心部硬度低，韧性好，疲劳强度一般可提高30%～50%。由于金属散热快，激光束扫描后，扫描区域可自行迅速冷却淬火，无需淬火液，是一种清洁卫生的热处理方法而且便于用同一激光加工系统实现同时加工。因此可直接将激光表面淬火工序安排在生产线上，以实现自动化生产。又由于激光表面淬火处理是不接触加热, 所以工件表面不会发生表面沾污。此外, 因为采用特制的透镜聚焦, 激光的焦深很长, 所以工件在激光焦点上下各50～75mm范围内所吸收的光能是基本相同的, 这对于处理表面凸凹不平的工件是非常有利的。虽然，目前激光热处理在热处理行业的总产值中所占份额还不大，但是应用前景光明。许多研究成果和应用实例[1-3]，都说明采用激光表面热处理技术可以解决某些其它热处理方法难以实现的技术目标。例如细长钢管内壁表面硬化，成型精密刃具刃部超高硬化，模具合缝线强化，缸体和缸套内壁表而硬化等等。采用激光表面热处理的经济效益显著优于传统热处理，例如汽车转向器壳体的激光相变硬化和锯齿激光相变硬化等。因此，激光表面热处理的研究、开发和应用都处于上升阶段。激光加工技术一直是国家重点支持和推动应用的一项高新技术，特别是政府强调要振兴制造业，这就给激光加工技术应用带来发展机遇。在国家制定中长远期发展规划时，又

激光熔凝及激光熔凝淬火讲解

激光熔凝及激光熔凝淬火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，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

模切件怎样报价

1:材料成本：面積（每PCS產品所需材料）*單價 2:模具成本：模具單價/刀模沖切平均壽命 3:加工成本：機器開機費用（每小時）/生產數量（每小時） 4:人工成本：人工費（每小時）/人工產出量（每小時） 5:損耗成本：1234成本*（1+損耗百分比） 6:管銷成本：管銷百分比（依據公司管理而定） 7:利潤：利潤百分比舉例說明：現在要加工一個：長*寬=44mm*97mm PE保護膜，怎麼報價呢？整體工藝評估內容：所需材料為保護膜，離型紙，半切，機器排廢，開木板或膠板刀，保護膜加邊料3MM，跳距取3mm。 1：材料成本：評估：保護膜材料成本=5元/平方米，離型紙材料成本=3元/平方米保護膜：44+3*2=50 0.05*0.1=0.005 0.005*5=0.025 離型紙：50+2*2=54 0.054*0.1=0.0054 0.0054*3=0.0162 材料成本總計：0.025+0.0162=0.0412 2：模具成本：評估：木板刀費用：200元把，平均沖切30-50K 模具成本合計：200/50000=0.004 3：加工成本評估：開機成本：40元/小時，每分鐘沖切100下，一小時有效沖切40分鐘加工成本合計：40/（100*40）= 0.01 4：人工成本：評估：人工成本：10元/小時，人均一小時產出1000PCS 人工成本合計：10/1000=0.01 5:損耗成本：評估：利用率：92% （0.0412+0.004+0.01+0.01）*（1+8%） 0.0652 *1.08=0.070416 6:管銷成本：評估：管銷費：8% 0.070416*1.08= 0.07604928 7:利潤及報價：0.07604928*1.3=0.09886 ~~0.1元

激光表面淬火在ANSYS中的数值模拟

基于ANSYS激光表面淬火的数值模拟指导老师：曹坚（教授）组员：王建来（组长）林谦凯冯辉沈海华一、摘要建立了轴的3-D模型进行激光淬火时的温度场数值模型，采用ANSYS模拟激光束扫描过程中轴面的温度分布。通过对使用不同激光功率和光斑直径的结果分析，定性地得出了激光表面淬火的工艺参数。二、关键词 ANSYS，温度场，激光，淬火三、SUMMARY Build a 3-D numerical temperature fields model for axle when it was laser hardened.Simutate the temperature distribution at the surface of axle during the laser-bean scanning by using ANSYS software.The results by using different laser power and spot diameter were analysed,which shows the technological parameter of laser quenching on the surface qualitativly. 四、KEYWORD ANSYS，temperature field，laser，quenching 五、前言激光表面淬火是利用激光在要热处理的部分扫描，使被扫描区域快速升温，而未被扫描区域保持常温。激光表面淬火的原理和普通热处理是相同的，只不过激光作为热源加热金属的时间很短，处理区域也很小。激光对金属进行热处理时，金属表面温度和热穿透深度都和激光照射时间的平方成比例。所以适当地调节激光光斑尺寸、扫描速度和激光功率，就可以对金属表面温度和热穿透深度进行控制。本文采用ANSYS软件对45#钢零件在激光扫描过程中的瞬时表面温度场进行模拟，并根据各模拟情况，推测出激光淬火比较适合的扫描速度、光斑尺寸和激光功率。六、ANSYS数值模拟 ANSYS热分析主要用于计算一个系统或部件的温度分布及其他热物理参数，如热梯度、热流密度等。ANSYS热分析包括热传导、对流及辐射等多种热传递方式。激光表面淬火属热瞬态分析，应建立SOLID70三维六面体单元进行有限元分析。 SOLID70——三维热实体，具有8个节点，每个节点有一个温度自由度。该单元可用于三维的稳态或瞬态热分析。本次模拟实验采用GUI界面来操作。 (一)建立有限元模型 ①确定单元类型 GUI：MainMenu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 点击Add按钮，在接下来的窗口中选择Thermal solid右边选Brick 8no70（如图）。

激光淬火技术

激光淬火技术激光淬火技术，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。 1.1 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、高效不需要水或油等冷却介质铸铁材料发动机汽缸

激光加工技术题目及答案

1、从激光束的特性分析，为什么激光束可以用来进行激光与物质的相互作用？答：（1）方向性好：发散角小、聚焦光斑小，聚焦能量密度高。（2）单色性好: 为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段。（3）亮度极高：能量密度高。（4）相关性好：获得高的相关光强，从激光器发出的光就可以步调一致地向同一方向传播，可以用透镜把它们会聚到一点上，把能量高度集中起来。总之，激光能量不仅在空间上高度集中，同时在时间上也可高度集中，因而可以在一瞬间产生出巨大的光热，可广泛应用于材料加工、医疗、激光武器等领域。 2、什么是焦深，焦深的计算及影响因素？答：光轴上其点的光强降低至激光焦点处的光强一半时，该点至焦点的距离称为光束的聚焦深度。光束的聚焦深度与入射激光波长和透镜焦距的平方成正比，与w12成反比，因此要获得较大的聚焦深度，就要选长聚焦透镜，例如在深孔激光加工以及厚板的激光切割和焊接中，要减少锥度，均需要较大的聚焦深度。 3、对于金属材料影响材料吸收率的因素有哪些？在目前激光表面淬火中常对工件进行黑化处理，为什么？答：波长、温度、材料表面状态波长越短，金属对激光的吸收率就越高温度越高，金属对激光的吸收率就越高材料表面越粗糙，反射率越低，吸收率越大。提高材料对激光的吸收率 4、简述激光模式对激光加工的影响，并举出2个它们的应用领域？答：基模光束的优点是发散角小，能量集中，缺点是功率不大，且能量分布不均。应用：激光切割、打孔、焊接等。高阶模的优点是输出功率大，能量分布较为均匀，缺点是发散厉害。应用：激光淬火（相变硬化）、金属表面处理等。 5、试叙述激光相变硬化的主要机制。答：当采用激光扫描零件表面，其激光能量被零件表面吸收后迅速达到极高的温度，此时工件内部仍处于冷态，随着激光束离开零件表面，由于热传导作用，表面能量迅速向内部传递，使表层以极高的冷却速度冷却，故可进行自身淬火，实现工件表面相变硬化。 6、激光淬火区横截面为什么是月牙形？在此月牙形区相变硬化有什么特点？特点：A,B部位硬化，C部位硬化不够原因：A,B部位接近材料内部，热传导速率大，可以高于临界冷却速度的速度冷却，因此可充分硬化，而C部位热传导速率小，不能以高于临界冷却速度的速度冷却，因此硬化不够。

激光表面淬火三自由度工作台设计【文献综述】

毕业设计开题报告机械设计制造及自动化激光表面淬火三自由度工作台设计 1 激光表面淬火设备研发的目的和意义在我国对于激光热处理设备的研究还尚未成熟，激光热处理技术的应用很不普遍，主要是人们对激光技术的应用，还存在不同程度的神秘化和偏见。即使想去运用这套技术，却也在设备问题上止步，因此应尽快把激光热处理技术及其相应设备的科研成果，特别是激光表面淬火技术，面向经济、面向市场、面向全社会，主要是为工业企业服务，不断推广，扩大其应用，有着巨大的研发价值。激光相变硬化[1]又称激光淬火,它通过具有够功率密度的激光束,快速加热金属表面,使其达到相变温度以上,金属材料内部则保持冷态。在停止加热后,内部金属迅速传热,使表层金属急剧冷却,从而达到淬火的目的。由于金属是良导体,材料基体的热扩散作用作用区温度迅速下降,从而使材料表层经历了一个与常规淬火相似的热循环过程,通过控制作用激光的功率、功率密度分布、激光作用时间(扫描速度)等参数,可以改变热循环,从而完成材料表层的激光淬火工艺。激光淬火适用于珠光体灰铁、铁素体灰铁、球墨铸铁、碳钢、合金钢、马氏体型不锈钢、铝合金等。作为一种波长一定，方向性极强的电磁波来说，激光与淬火[2，3]的两个技术的结合堪称一种完美，不管从宏观还是微观上解释都大大提高提高金属材料的力学性能。例如：提高工件的耐磨性和硬度，提高弹性极限，综合力学性能等。改变改变某些金属钢的力学性能和化学性能。如不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性。李刚，况军等在对GCr15钢表面激光淬火的组织与性能研究[4]是表面GCr15钢主要用于制造滚动轴承、滚珠、轴套和模具等，由于工作环境差，工件的抗疲劳性能、耐磨性能和耐蚀性能经常不能满足实际生产的需要，激光淬火具有能量密度高、加热时间短、可表面局部淬火、易控制、畸变小等优点，激光淬火处理的主要目的是获得淬硬组织以改善表面性能。

模切计件工资方案_版本3

模切计件工资方案一、目的通过工资改革，完善工资考核、优化整合人力资源，提高模切岗位员工的工作积极性和责任心，提高员工的工资待遇水平，体现公司工资管理制度的公平、公正、公开性。二、适用范围惠州东铭新能源材料股份有限公司生产部所有模切人员。三、实施时间 2018年3月1日开始实施四、数据来源 3.1 模切人员每天生产产品数量统计、包装人员包装最终数据信息、品质检验合格产品信息、最终入库产品数据信息、客诉不良数据信息等。 3.2 计件数量以订单应生产数量做为第一计件数据，模切人员填写的生产数量由对应包装人员、品质人员、成品仓人员签名确定最终实际生产数量，模切数量与最终的缴库数量差异不得大于2%，否则视作品质问题。另如模切数高于订单应生产数量并超过2%的，按此单总计件工资的5%扣除，超过10%的按30%扣除，超过30%的不计工资。 3.2 并由生产文员统计汇总提交人事部核算。五、品质管理所有产品的生产仍然按照公司的质量管理体系要求来管理产品品质，因个人原因造成品质不良的，工序责任人必须负责，并且无偿重新加工，生产出合格的产品，造成的损失赔偿如下：以上罚款在当月的工资里面扣出。六、模切工序计件方法 6.1 计件工资= 理论时间* 工价（15元/H）+ 异常工时工资- 品质处罚 6.2 异常工资= 异常时间* 异常工价（12元/H） 6.3 理论时间= 生产数/ 标准产能数+ 调模时间（统一30分钟） 6.4 生产数= 录入ERP系统合格产品数量 6.5 标准产能= 设备速度* 设备速度系数* 模具穴数（标准产能对应到每款产品，见标准产能明细表） 6.6 异常时间= 当天异常时间（《异常工时记录表》登记的有效时间） 6.7 品质处罚：根据五、品质管理规定处理出处罚通知，由本人签名确认。 6.8 换料时间，算到理论时间里，1分钟/次。 6.9 达成率= 理论时间/ 实际时间

激光表面热处理技术

先进制造技术 ——激光表面热处理技术摘要：激光表面处理技术是融合了现代物理学、化学、计算机、材料科学、先进制造技术等多学科技术的高新技术，包括激光表面改性技术、激光表面修复技术、激光熔覆技术、激光产品化技术等，能使低等级材料实现高性能表层改性，达到零件低成本与工作表面高性能的最佳组合，为解决整体强化和其它表面强化手段难以克服的矛盾带来了可能性，对重要构件材质与性能的选择匹配、设计、制造产生重要的有利影响，甚至可能导致设计和制造工艺的某些根本性变革。关键字：激光表面热处理正文：激光是一种相位一致、波长一定、方向性极强的电磁波,激光束由一系列反射镜和透镜来控制,可以聚焦成直径很小的光(直径只有0.1mm),从而可以获得极高的功率密度(104~109W/cm2)。激光与金属之间的互相作用按激光强度和辐射时间分为几个阶段:吸收光束、能量传递、金属组织的改变、激光作用的冷却等。它对材料表面可产生加热、熔化和冲击作用。随着大功率激光器出现,以及激光束调制、瞄准等技术的发展,激光技术进入金属材料表面热处理和表面合金化技术领域,并在近年得到迅速发展。激光表面处理采用大功率密度的激光束、以非接触性的方式加热材料表面,借助于材料表面本身传导冷却,来实现其表面改性的工艺方法。激光表面热处理是以激光作为热源的表面处理技术，其研究的是金属材料及其制品在激光的作用下组织和性能的变化规律，以及它在

工业行业中所必须解决的工艺和装备因此激光热处理是涉及化学、材料科学与工程、机械和自动控制工程等多学科的高新技术，是传统热处理的发展与补充。采用激光热处理可以做到其它热处理方式难以实现的技术目标，所以国内外对于激光热处理的研究、开发和应用都正处于上升阶段。激光表面热处理特点主要有： 1.在零件表面形成细小均匀、层深可控、含有多种介稳相和金属间化合物的高质量表面强化层。其应用的潜力首先在于大幅度提高表面硬度、耐磨性和抗接触疲劳的的能力以及制备特殊的耐腐蚀功能表层。 2.强化层与零件本体形成最佳的冶金结合，解决许多传统表面强化技术难以解决的技术关键。 3.依靠零件本体热传导实现急冷，无需冷却介质而冷却特性优异。 4.与各种传统热处理技术相比具有最小的变形，可以用处理工艺来控制变形量。 5.可处理零件的特定部位以及其它方法难以处理的部位，以及表面有一定高度差的零件, 可进行灵活的局部强化。

激光淬火的优点

高频淬火和激光淬火区别高频淬火和激光淬火区别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。 1.1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、高效不需要水或油等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

模切件怎样报价

1:材料成本：面积（每PCS产品所需材料）*单价 2:模具成本：模具单价/刀模冲切平均寿命 3:加工成本：机器开机费用（每小时）/生产数量（每小时） 4:人工成本：人工费（每小时）/人工产出量（每小时） 5:损耗成本：1234成本*（1+损耗百分比） 6:管销成本：管销百分比（依据公司管理而定） 7:利润：利润百分比举例说明：现在要加工一个：长*宽=44mm*97mm PE保护膜，怎麽报价呢整体工艺评估内容：所需材料为保护膜，离型纸，半切，机器排废，开木板或胶板刀，保护膜加边料3MM，跳距取3mm。 1：材料成本：评估：保护膜材料成本=5元/平方米，离型纸材料成本=3元/平方米保护膜：44+3*2=50 *= *5= 离型纸：50+2*2=54 *= *3= 材料成本总计：+= 2：模具成本：评估：木板刀费用：200元把，平均冲切30-50K 模具成本合计：200/50000= 3：加工成本评估：开机成本：40元/小时，每分钟冲切100下，一小时有效冲切40分钟加工成本合计：40/（100*40）= 4：人工成本：评估：人工成本：10元/小时，人均一小时产出1000PCS 人工成本合计：10/1000= 5:损耗成本：评估：利用率：92% （+++） *（1+8%） *= 6:管销成本：评估：管销费：8% *= 7:利润及报价：*=? ~~元报价技巧：

1：产品面积越大，材料成本占据比例越重 2：产品越小，结构越复杂，机器和手工占扰成本越重 3：产品越小时，要注意调机所用料的比例，有些订单的调机料可以做小产品几K及至上十K 我知道大家进入的每一个公司都有一个表单，只要套用进去就可以了，但是表单是人工设置的，如果大家知道了整个报价结构，就可以自己为公司开发出一个自动的报价表,可以用EXCEL设置自动公式。以上内容有许多内容没有写入，大家或许有很多疑问，比方有人会捐出厂房租金，水电，保险啥的，这些可以自己先思考下，如果还有疑问，可以(honsa)问我，请注明模切网，。偶尔写点小东西给新进行业的人员参考的，欢迎大侠，高手指正，呵呵。下一篇我将会出《如何在客户面前快速报价》，也可以称为当面报价，这其中有很多技巧需要掌握，因为在客户和老板面前没有计算器给你用的，当面报价显得尤其重要，呵呵。