激光再制造 | 激光淬火工艺介绍及应用案例

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深圳市未来产业促进会副会长单位：深圳市创鑫激光股份有限公司

导语

激光再制造作为一种较为先进的修复手段，在石油、煤炭、钢铁、电力、航空航天等行业具有广泛的用途。激光再制造包括激光熔覆、激光淬火、激光合金化等技术，其中激光再制造中的激光淬火作为自动化控制的柔性加工方式，不仅可以使损伤的零部件恢复外形尺寸，几乎不变形或少变形，且淬火后无需回火，淬火硬度比常规方法高。

继《激光熔覆工艺介绍及应用案例》后，本文对激光再制造的另一工艺——激光淬火进行实际应用及分析。

一、激光淬火

激光淬火也称激光相变硬化，属于表面热处理范畴。激光淬火通过激光束扫描工件表面，使工件表面迅速升温到相变温度以上、熔化温度以下，然后停止或移开激光束，热量从工件表面向基体内部快速传导，表面得以急剧冷却，使受热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。

与激光淬火相对应的感应淬火及热处理炉是常规的加工手段，然而感应淬火工具专用性高（一个部位一种感应器，甚至要求一种专用定位夹具）、不适应形状复杂的零件、易产生淬火裂纹等缺点，而激光淬火具有自动化控制、柔性加工、零件变形小、淬火后无需回火、淬火硬度比常规方法高约5%~20%、低碳环保等诸多优点，这些优点使激光淬火加工逐渐受到关注。

二、激光淬火应用及工艺说明

本次激光淬火实验以传动轴为例，简要介绍激光淬火工艺应用。

1、工件情况

实验工件传动轴

2、淬火目标

（1）表面全部淬火

（2）表面硬度：>HRC51

（3）淬硬层深度：>0.8mm

（4）圆跳度：<0.01mm

3、实验设备

创鑫激光再制造专用MFMC-3000W多模连续光纤激光器，高效率、高可靠性、免维护运行、产品设计和测试都充分考虑了安全性。光电转换效率高达30%。广泛应用于不锈钢、碳钢、镀锌板、铜板、铝板等厚板材料的高质量切割和焊接。

4、工艺参数设置

三、激光淬火步骤

四、淬火效果

根据工艺方案进行淬火处理后，表面硬度：HRC52-54，淬火深度0.8mm处硬度为HRC40-42，搭接软化带宽度0.3mm,硬度为HRC35-38，圆跳度<0.01mm，工件淬火前后圆跳度无变化，表面粗糙度无变化，无淬火缺陷。

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